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MacyStudy1周前
化学键 物质是由各种元素组合而成的——这些元素包括氢或碳等物质,它们无法通过化学手段分解或相互转化。构成元素的最小粒子仍能保持其独特的化学特性,这个粒子就是原子。除了纯粹的元素之外,物质的其他特性——包括构成活细胞的材料——取决于它们所含的原子以及这些原子以何种方式组合成分子的方式。因此,要理解生物体,了解将原子结合成分子的化学键是如何形成的就至关重要。 细胞是由相对较少种类的原子构成的。 每个原子的中心都有一个密集的、带正电的原子核,该原子核在一定距离之外被一层带负电的电子云所环绕,这些电子受到与原子核之间的静电吸引力而保持在轨道上运行(图 2-1)。原子核由两种亚原子粒子组成:带正电的质子和电中性的中子。元素的原子序数由其原子核中所含的质子数量决定。氢原子的原子核由一个质子组成;因此,原子序数为 1 的氢是所有元素中最轻的元素。碳原子的原子核中有 6 个质子,其原子序数为 6(图 2-2)。 每个质子所携带的电荷与单个电子所携带的电荷完全相等且方向相反。由于整个原子是电中性的,因此围绕原子核的负电荷电子的数量恰好等于原子核所含的正电荷质子的数量;所以原子中的电子数量也等于原子序数。任何一种元素的所有原子都具有相同的原子序数,我们很快就会看到,正是这个数字决定了每种元素的化学性质。 中子与质子的质量基本相同。它们有助于维持原子核的结构稳定性:如果原子核中的中子数量过多或过少,原子核可能会通过放射性衰变而分解。然而,中子并不会改变原子的化学性质。因此,一种元素可以以几种在物理上可区分但化学性质相同的形式存在,这些形式被称为同位素,每个同位素都具有不同的中子数,但化学性质相同。 质子数。几乎所有元素都有多种天然存在的同位素,其中一些是不稳定的,因而具有放射性。例如,地球上的大多数碳是以碳 12 的形式存在的,这是一种稳定的同位素,含有 6 个质子和 6 个中子,同时也有少量不稳定同位素碳 14 存在,它含有 6 个质子和 8 个中子。碳 14 以缓慢但稳定的速率进行放射性衰变,这一特性使考古学家能够估算有机物质的年龄。 #英语 #英语学习打卡 #高中生物 #Alevel #生物
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圈量子引力与弦理论(3)——宇宙需要量子化 恒星和行星是由原子、分子和辐射构成的,它们最终是由标准模型中的基本粒子组成的,这决定了它们是由离散的能量单位组成的,而将原子聚集在一起的力也来自于玻色子等离散虚粒子,原子的结合正是由这些离散虚粒子的交换实现的,因此宇宙是离散的,没有连续的物质和能量,这也是爱因斯坦的广义相对论存在的问题。这样宇宙就有两套规则,量子力学适用于很小的物体,广义相对论适用于很大的物体,但是由于我们生活在同一个现实中,而不是两个不同的现实,即便遵循两种不同的规律,宇宙也应该在某种层面上统一,即这两套规则应该是统一的,这是绝大多数物理学家认为广义相对论不完备的原因。 你可能会问,为什么没人说量子力学不完备,这是因为四种基本力中的三个都由量子力学描述,只有引力缺乏量子描述,不仅仅是力,包括原子和分子在内的绝大多数粒子都可由量子理论来解释,极限地说,量子理论包含了几乎所有的经典物理学,但像广义相对论这样的经典物理学却不包含任何量子效应,我们之所以提出量子理论,是因为经典物理学并不是在所有情况下都适用,而量子理论可以解释更多的观察结果,在过去的90年里,我们认识到量子物理是描述现实的基本语言,这就是为什么人们认为引力需要量子化的原因。#探索宇宙 #量子力学 #相对论 #离散 #科普
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