謝啦，量子力學(xué)怪現(xiàn)象。

如果你現(xiàn)在把"原子"放到Google圖像搜索，差不多所有你會(huì)得到的是一堆點(diǎn)擊式的行星模型。過分簡(jiǎn)化的原子結(jié)構(gòu)圖像，看起來像是行星在環(huán)繞中心處的恆星。

跟它同樣重要的是，要有一個(gè)簡(jiǎn)化模型，這樣才能夠?qū)W習(xí)原子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。原子的行星模型是非常錯(cuò)誤的，任何有電子環(huán)繞核心的原子，像是會(huì)很快地自我崩潰并且逐漸消失。

儘管事實(shí)上，行星模型或拉塞福(Rutherford)模型是在一個(gè)多世紀(jì)前設(shè)計(jì)出來的，然后很快地被波耳(Bohr)模型所取代，這是另一個(gè)類似的過分簡(jiǎn)單化圖像。但它依然存在于大眾意識(shí)中，沒有逐漸消失的跡象。

如同在下面科學(xué)秀(SciShow)的其中一集里所解釋，在1913年，藉由廢除行不通的螺形軌道，波耳模型改善了行星模型，并且用同心圓取代它們，讓被限制的電子的不同能階可以看得見。

但儘管我們經(jīng)?？吹竭@種模型在高中被用來教授有關(guān)原子價(jià)(valency)，它根本沒有說明整個(gè)真相， 即使你有考慮到簡(jiǎn)化的版本。

舉個(gè)例子，這個(gè)模型是在超過十年前所設(shè)計(jì)出來的，甚至在物理學(xué)家知道中子在那里之前。而且如果你想要正確地表示一個(gè)原子，它們是很重要的。

然后有量子力學(xué)怪現(xiàn)象，敘述：a）電子根本不需要環(huán)繞原子核；以及b）在特定的時(shí)間，它們甚至不真的存在于特定的地點(diǎn)。

Olivia Gordon在下面的影片中解釋：“相反的，在更大的區(qū)域內(nèi)，它們有一點(diǎn)同時(shí)出現(xiàn)在很多不同的地方。然后，當(dāng)你在測(cè)量一個(gè)電子時(shí)，它突然出現(xiàn)在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的一個(gè)特定地點(diǎn)?！?/p>

“這是一個(gè)怪異的觀念，非常不同于我們通常經(jīng)歷這個(gè)世界的方式；但這是量子力學(xué)給你的。”

一個(gè)更準(zhǔn)確描述原子、同時(shí)依然保持簡(jiǎn)單的方法是：描述環(huán)繞原子核的空間，像是一個(gè)黑暗的’電子云’。

這基本上說明電子可以在任何時(shí)間飄移，而不是意味著它們已經(jīng)設(shè)定好位置：

SciShow

值得讚揚(yáng)的是，波耳模型指出電子在任何時(shí)候出現(xiàn)的最高機(jī)率。因此，儘管電子云模型是最準(zhǔn)確的方法，以簡(jiǎn)單易懂來描述原子，但它不會(huì)讓其他方法沒有用。

關(guān)于這些不同模型，很酷的是，如果你正想要專注于化學(xué)鍵或者電子通常出現(xiàn)在哪里，你可以使用電子云模型來告訴你。然而波耳模型能夠告訴你一個(gè)特定原子的能階和輻射。

甚至是可怕的行星模型，也可以教導(dǎo)電子軌道的基礎(chǔ)。但要記住的是，真相比那漂亮的圖片更有趣。如果你想要一張?jiān)咏Y(jié)構(gòu)的真正圖片，我們現(xiàn)在也有：

有史以來第一張氫原子的軌道結(jié)構(gòu)圖。APS/Alan Stonebrakere