一个电子带几个单位负电荷?一个质子带几个单位正电荷?...

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：化学作业时间：2024/05/22 07:30:55

原子由原子核与核外电子构成.其中原子核又由质子和中子构成,电子在原子内一些特定的稳定的轨道上绕核运动.既然电子在原子核外是分层排布的,那么当有若干个电子时,它们是怎样分布在不同电子层上的?
我们将电子离核远近把电子层分为第1层、第2层……第7层（或者以K、L、M、N、O、P、Q）表示.离核近的电子层能量低,离核远的电子层能量高,第n个电子层最多能容纳的电子数为2n2个（例如第1层最多容纳2*1^2=2个,第2层最多容纳2*2^2=8个）.
根据能量最低原理,电子总是优先占据能量低的电子层（例如C,6个电子其中2个先占据K层,然后4个占据L层）.最外层电子数不能超过8,次外层电子数不能超过18……
根据洪特规则,当电子层处于全满、全空状态比较稳定（暂时不讨论半满,因为我这里讲的是电子层,而不是spd等轨道）.
以钠原子为例：
它的核外电子排布为K2 L8 M1
最外层要达到全满的稳定结构,要么失去1个电子成为K2 M8,要么得到7个电子成为K2 M8 L8,失去1个电子比得到7个电子容易得多,所以钠原子易失去1个电子.钠原子失去1个电子后电子数比核电荷数（质子数）少1,带1个单位正电荷,成为钠离子（Na ）.
在原子中,1个电子带1个单位负电荷,1个质子带1个单位正电荷,质子数等于核外电子数,所以原子不带电.原子得失电子后会转变成离子：原子得电子带负电,称为阴离子,原子失电子带正电,称为阳离子.离子就是带电的原子或者原子团.
核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下（如超高温和高压）,发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式.原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放.如果是由重的原子核变化为轻的原子核,叫核裂变,如原子弹爆炸；如果是由轻的原子核变化为重的原子核,叫核聚变,如太阳发光发热的能量来源.
相比核裂变,核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题,而且其原料可直接取自海水中的氘,来源几乎取之不尽,是理想的能源方式.
目前人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸.但是要想能量可被人类有效利用,必须能够合理的控制核聚变的速度和规模,实现持续、平稳的能量输出.科学家正努力研究如何控制核聚变,但是现在看来还有很长的路要走.
核聚变的过程与核裂变相反,是几个原子核聚合成一个原子核的过程.只有较轻的原子核才能发生核聚变,比如氢的同位素氘(dao)、氚(chuan)等.核聚变也会放出巨大的能量,而且比核裂变放出的能量更大.太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程,它的光和热就是由核聚变产生的.
核聚变能释放出巨大的能量,但目前人们只能在氢弹爆炸的一瞬间实现非受控的人工核聚变.而要利用人工核聚变产生的巨大能量为人类服务,就必须使核聚变在人们的控制下进行,这就是受控核聚变.
实现受控核聚变具有极其诱人的前景.不仅因为核聚变能放出巨大的能量,而且由于核聚变所需的原料——氢的同位素氘可以从海水中提取.经过计算,1升海水中提取出的氘进行核聚变放出的能量相当于100升汽油燃烧释放的能量.全世界的海水几乎是“取之不尽”的,因此受控核聚变的研究成功将使人类摆脱能源危机的困扰.
但是人们现在还不能进行受控核聚变,这主要是因为进行核聚变需要的条件非常苛刻.发生核聚变需要在1亿度的高温下才能进行,因此又叫热核反应.可以想象,没有什么材料能经受得起1亿度的高温.此外还有许多难以想象的困难需要去克服.
尽管存在着许多困难,人们经过不断研究已取得了可喜的进展.科学家们设计了许多巧妙的方法,如用强大的磁场来约束反应,用强大的激光来加热原子等.可以预计,人们最终将掌握控制核聚变的方法,让核聚变为人类服务.