原子是由帶正電的原子核以及繞核運動的帶負(fù)電的電子組成,原子核的質(zhì)量占據(jù)整個原子質(zhì)量的99.96%。相比之下,太陽占據(jù)整個太陽系質(zhì)量的99.86%,周圍也有繞其運動的行星。此外,就像行星與太陽之間的引力一樣,電子與原子核之間的庫侖力也遵循平方反比定律。因此,原子的結(jié)構(gòu)看似非常類似于太陽系的結(jié)構(gòu),原子核就像太陽,而電子就像行星,行星繞太陽運動,而電子繞原子核運動。然而,這只是一種視覺上的錯誤對比,實際上,原子的結(jié)構(gòu)與太陽系的結(jié)構(gòu)完全不同,根本就談不上相似。
雖然電子確實是繞原子核運動,但是電子根本就不存在運動軌道。電子沒有確切的位置,只有出現(xiàn)在某個位置的概率有多少,它們的概率分布被稱為“概率云或電子云”。在電子云密度越大的地方,電子出現(xiàn)在此處的概率就越高。原子的行星模型或者波爾模型均違背了量子力學(xué)中的海森堡測不準(zhǔn)原理,因為在現(xiàn)實中,我們無法同時測出電子的速度和位置。相比之下,行星繞太陽運動的軌道是確定的,并且我們可以同時測出行星在任意時間的位置和速度。
當(dāng)原子核外只有一個電子時,電子云的形狀就像一個球體。如果同時存在多個電子,它們之間的相互作用非常強烈,使得電子云呈現(xiàn)出不同的形狀:紡錘形、花瓣形以及更為復(fù)雜的形狀。相比之下,行星之間的引力干擾較少,它們都能維持各自軌道的穩(wěn)定。此外,繞原子核運動的電子都有相同的尺寸以及相同的質(zhì)量,而行星的尺寸和質(zhì)量不盡相同。
總之,原子的結(jié)構(gòu)完全不同于太陽系的結(jié)構(gòu),我們不能用宏觀世界的經(jīng)驗來看待微觀世界。
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