關于原子結構的認識

吳義舉

摘?要：本文是在前幾篇論文的基礎上推理出的觀點。文中主要介紹原子的結構及性質，在前文的基礎上我們推理出原子的結構是由不同質量的電子因為因果性作用力存在原子核不同的軌道上，而不同軌道上的電子相對于原子核相互作用形成原子的穩定結構;原子的性質是原子核（最外層）軌道上的電子得到或失去表現出因果性作用力的存在。

關鍵詞：因果性改變量;因果性作用力;因果性連接力;電子軌道平面

About?the?structure?of?the?atom

Wu?Yiju

Beijing?Zhiyoude?Culture?Communication?Co.，Ltd.?Beijing?102200

Abstract：This?paper?is?based?on?the?previous?papers?to?deduce?the?point?of?view.The?structure?and?properties?of?atoms?are?introduced?in?this?paper，On?the?basis?of?the?foregoing?we?deduce?that?the?structure?of?the?atom?is?made?up?of?electrons?of?different?masses?have?different?orbits?in?the?nucleus?because?of?the?Causal?Force，The?electrons?in?different?orbits?interact?with?the?nucleus?to?form?the?stable?structure?of?the?atom;The?properties?of?an?atom?are?gain?or?loss?of?electrons?in?the?outermost?orbit?of?the?nucleus?shows?the?existence?of?a?causal?force.

Keywords：Causal?variable;Causal?Force;Causal?Connection;Electron?orbital?plane

在我們對原子結構的認識中，首先發現了電子、X射線，知道了原子具有放射性的性質，盧瑟福提出了原子核的行星模型，玻兒建立了氫原子理論，等等。在氫原子理論模型中玻兒提出三個假設：（1）定態假設。氫原子具有穩定的能量狀態，他稱之為“定態”，原子中最低的能量狀態稱為基態，其他能量狀態稱為激發態。（2）躍遷輻射假設。氫原子定態的能量是分離的，稱為能級。當原子從高能級狀態輻射到低能級狀態會以光子的形式輻射出多余的能量，反之，則吸收能量。（3）電子運動的軌道量子化假設。原子的不同能量狀態，應該是要對應不同的電子軌道，所以，電子只能在特定的軌道上運行。同時，原子的能量越大，電子對應的半徑軌道也越大。

從玻爾以經驗事實為根據而建立的氫原子結構模型的假設中，可以提出兩個問題：

第一，氫原子為什么具有穩定的能量狀態？

第二，電子為什么具有確定的軌道圍繞原子核運動？

原因只有一個：電子的質量有大小之分。圍繞原子核運動的電子具有不同的質量，則存在不同的軌道上，不同軌道上的電子表現出來的就是不同能量的狀態的確定能級。

一、對原子結構的理解

從前幾篇論文中可知，任何存在的基本粒子（包括物體）對屬性空間都會形成以自身為中心的因果性改變量，即：

從上可知，任何有一定量實在存在的基本粒子或者物體之間的相互作用都有確定的因果性作用力大小、相互之間確定的因果性距離。

（一）原子核中不同軌道上存在的電子與原子核的關系

設原子核的質量是M，圍繞原子核運動的電子質量分別是：m1、m2、…、mn，已知，電子是以原子核為中心形成的因果性存在，同時，也是以自身為中心的因果性存在，則電子與原子核之間的相互作用力：

式中，ΔM1、ΔM2、ΔMn是原子核相對于電子m1、m2、mn相互作用共同因果性改變量對應的質量，rM是原子核因果性改變量對應的距離，r1、r2、rn是電子m1、m2、mn與原子核相互作用的距離，μM′是原子核的空間密度。

從中可以看出，原子核以質量M為中心形成因果性改變量的作用，不同質量的電子m1、m2、…、mn以r1、r2、…、rn為中心形成因果性改變量圍繞原子核在不同的軌道上運動。

（二）原子核中同一軌道上存在的電子與原子核的關系

1.粒子對空間系數（場）的作用

粒子是以自身為中心形成的因果性改變量的作用，它對空間系數（場）有作用力存在，F因=Δm·G′。如果粒子自旋，則它對空間系數存在自旋方向上的作用力，使空間系數也相應產生自旋，稱為因果性連接力。之所以稱之為因果性連接力的原因有兩個：第一，空間系數是因果性聯系的一定位置上的常量;第二，粒子是以自身為中心形成的因果性改變量，它的自旋產生的作用力，實際上是“力”的一個方向上的積分，也就是說，粒子自旋對空間系數的作用力實際上是粒子自旋方向上的因果性作用力產生的作用。可以推知，原子核以自身為中心相距一定的距離形成的因果性連接力的積分與自旋軸垂直的中心處的平面上受到的作用力最大，可以稱為電子的軌道平面?？芍谙嗑嘣雍艘欢ǖ木嚯x以電子的軌道平面向兩端靠近時，自旋速度越來越慢，受到的因果性連接力的作用也越來越小。

2.同一軌道上的電子相對原子核的作用

（1）相同質量的電子為m1時，它們在原子核中存在的情況，稱為第一軌道電子。因為電子的質量都是m1，則其對原子核形成的因果性改變量的作用力都相同，且在原子核中存在的距離也相同，設為r1，即：

由于原子核是自旋的存在，則原子核中存在的電子在電子軌道平面上受到的因果性連接力最大，而電子要克服原子核自旋產生的因果性連接力以保證穩定的因果性存在，也會同向自旋。所以，質量為m1的電子應該都是存在于同一的電子軌道平面上同向自旋?？梢郧蟪鲭娮釉谲壍榔矫嫔系乃俣龋涸O原子核自旋的角速度為ωM，則其自旋對電子m1的因果性連接力就是電子m1的自旋角速度與軌道線速度的守恒量，設為ω1和v1。則知原子核自旋產生的因果性連接力是：

相同質量為m1的電子在電子軌道平面“以外”的空間運動，情況如何？

由于電子在電子軌道平面上受到原子核的因果性連接力最大，則電子自旋的角速度和軌道線速度的守恒量也最大。如果有相同質量的電子m1在電子軌道平面“以外”的空間運動，則其會受原子核的因果性連接力的作用而向電子軌道平面靠近，而電子軌道平面上的電子與其相互作用。但是電子軌道平面上存在的電子的角速度和線速度的守恒量產生的因果性連接力大于電子軌道平面“以外”的電子產生的因果性連接力，使它們形成不穩定的存在，而離開第一電子軌道平面。由此可見，電子只有存在于第一電子軌道平面上才會形成穩定的存在。

（2）相同質量為m2的電子，它們在原子核中存在的情況，稱之為第二軌道電子。同理。電子的質量是m2，則其對原子核形成的因果性改變量的作用力都相同，且在原子核中存在的距離也相同，設為r2，即：

相關參數的意義同上。

從上可知，質量為m2的電子受到原子核因果性連接力的作用而在電子軌道平面上同向自旋?？汕蟪鲭娮釉谲壍榔矫嫔系乃俣龋涸O原子核自旋的角速度為ωM，則知其自旋對電子m2的因果性連接力的作用就是電子m2的自旋角速度和軌道線速度的守恒量，設為ω2和v2?？芍?，原子核自旋產生的因果性連接力是：

可求出電子m2受原子核自旋的因果性連接力是：

解得：

從公式可知，電子m2的角速度與線速度就是電子存在的質量受原子核自旋角速度的因果性連接力。

可求出質量為m2的電子之間的相互作用力是：

式中，r′2是指位于第二電子軌道平面上的電子之間相互作用的距離。

可求出在第二電子軌道平面上存在的質量為m2的電子數量為n2：

電子圍繞原子核運動的軌道平面周長約為：l2=2πr2。

在第二電子軌道平面上存在的電子數量為：n2=2πr2r′2。

分析可知：在原子核第二電子軌道平面上存在的電子受第一電子軌道平面存在的電子的影響，它們之間相互作用，形成因果性作用力使電子偏離軌道。同時，電子在軌道上的數量也應該存在一定的偏差（具體問題還要具體分析）。

相同質量為m2的電子在電子軌道平面“以外”的空間運動，情況如何？

同上可知，相同質量的電子受原子核的因果性連接力在電子軌道平面“以外”的空間運動，其產生的因果性連接力小于電子軌道平面上存在的電子產生的因果性連接力而無法穩定的存在。同時，其受第一電子軌道平面上的電子影響而產生很大的擾動?？梢?，只有在第二電子軌道平面上存在的電子才會形成穩定的存在。

各原子軌道的電子分布原理相同，不再贅述。

（3）原子核最外層電子質量為mn在原子核中存在的情況。同時，也知道最外層電子的質量大于其他電子軌道上的電子質量，稱之為第n軌道電子。同理。電子的質量為mn，則其對原子核的因果性改變量的作用力相同，且在原子核中存在的距離也相同，設為rn，即：

相關參數的意義同上。

同前述知，電子mn在最外層軌道上受原子核的因果性連接力在電子軌道平面上同向自旋?？汕蟪鲭娮釉谲壍榔矫嫔线\動的速度：設原子核自旋的角速度為ωM，則知其自旋對電子mn產生的因果性連接力是電子mn的角速度和線速度的守恒量，設為ωn和vn?？汕蟪鲈雍俗孕a生的因果性連接力是：

分析可知：在原子核存在的電子中，最外層電子mn的質量較大（從理論上而言，應該是最大）自身具有的因果性改變量也較大，其相距原子核的距離較遠，所以，它們受原子核束縛的作用力較小。同時，電子mn受其他電子軌道平面上的電子影響而使其偏離電子軌道平面的偏心率也較大?？梢?，電子很容易逃離原子核的束縛而形成可以移動的電子。

相同質量為mn的電子在電子軌道平面“以外”的空間運動，情況如何？

同前述知，相同質量的電子受原子核的因果性連接力在電子軌道平面“以外”的空間運動，其產生的因果性連接力小于電子軌道平面上存在的電子產生的因果性連接力而無法穩定的存在。同時，又由于受其他的電子軌道平面上的電子影響，而擾動。但是由于最外層電子受到的因果性連接力的作用較小，而使其不穩定的存在也相對較小，使其離開第n電子軌道平面。

從上綜述，可以推出原子的大概結構：在原子的結構中，不同質量的電子以原子核為中心存在不同的軌道上，每一軌道上存在的電子一般來說都是穩定的、確定的，且又相互作用的存在;而各軌道上存在的電子，因為質量的不同而形成確定的、相距原子核一定的距離，且各軌道之間又是相互作用、相互影響的穩定存在，形成一個穩定的原子結構。

二、關于原子的性質

從上述原子核中電子的運動情況可知，最外層電子受原子核束縛的作用力最小，使電子容易逃離原子核的束縛，而形成自由移動的電子，這往往表現出與電子有關的性質：

（1）如果原子核最外層結構表現出還可以得到電子的因果性存在，則原子核就會形成得到電子的因果性作用力。從元素周期表中知，元素：F、CL、Br、I……最外層電子數是7，也就是說原子核的最外層電子軌道上還具有得到電子的因果性作用，從而表現出氧化性。但是，從各元素中知，它們的相對原子質量逐漸增大，原子半徑逐漸增加，可推知在最外層電子受原子核束縛的作用力減小，即電子受原子核的因果性作用力減小，使原子核得到電子的能力減弱，氧化性減弱等化學性質。（2）如果原子核最外層結構表現出失去電子的因果性作用力，即由于原子核自身產生的因果性作用力的條件知最外層結構的電子受原子核束縛的作用力小，而非常容易離開原子核，形成自由電子。從元素周期表中知，元素：Li、Na、K、Rb、Cs、Fr的最外層電子數是1，也就是說原子核最外層電子軌道上的電子受原子核束縛的作用力最小。所以，容易失去電子，而表現出化學上的還原性。從各元素中知，它們之間的相對原子質量增加，原子半徑逐漸增加，可知，最外層電子受原子核束縛的作用力減小，使其失去電子的能力增強，還原性增強，金屬性相應增強等化學性質。（3）如果原子核最外層電子結構是穩定的因果性存在，即原子核形成的因果性作用力就是電子在軌道上存在的因果性作用力，使原子核形成穩定的結構，即不容易得到電子，也不容易失去電子，而表現出穩定的化學性質，比如惰性氣體等。

三、結語

從上述中，我們對原子的結構作了一個簡單性的介紹，對其他的關于原子的結構的概念也進行了簡單的理解。在原子的結構中，原子核以自身為中心形成因果性改變量的作用力，電子因為具有不同的質量存在于原子核不同的軌道上，而不同軌道上的電子表現出來的是原子核不同的能級（但是光譜線分立的能量是同一能級上不同位置的波形粒子的積分產生的存在）。可見，原子的結構是穩定的、確定的，且又是相互聯系的因果性存在。它不存在能級的躍遷問題，也不存在高速運動的電子輻射電磁波的問題，事實上我們并未觀察到（因為原子的結構中電子是穩定的因果性存在，而非高速運動的電子，所以，不存在我們所認為的電磁波輻射），從這里也解決了關于玻爾氫原子結構模型存在的問題。