原子
yuán zǐ
原子是保持元素化学性质的最小单位，由质子、中子和电子构成。
Definition
原子是元素能够保持其自身性质的最小单位，小到肉眼根本无法看见。它有一个由质子和中子组成的致密中心，称为原子核，外面环绕着电子；质子的数目决定了它是哪种元素，当电子数等于质子数时，原子呈电中性。原子的直径约为 $10^{-10}\text{ m}$（约一埃），而原子核的直径仅约 $10^{-15}\text{ m}$，所以原子几乎完全是被处于量子化轨道中的电子所填充的空旷空间。原子的化学性质由其电子排布决定，尤其是最外层的价电子。
Example
一枚金戒指由数万亿个金原子组成；把它越切越小，最后仍然是金的那一小块，就是一个金原子。碳原子有 $6$ 个质子，通常有 $6$ 个中子和 $6$ 个电子；氧原子有 $8$ 个质子和 $8$ 个电子，两个氢原子与一个氧原子结合就构成 $H_2O$。钠（原子序数 $11$）的电子排布为 $1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$，正是那颗结合较松的 $3s$ 电子，使钠与水剧烈反应，并在 $NaCl$ 等盐类中形成 $Na^+$。
Key Insight
如果把原子放大到一个足球场那么大，它的原子核大约只有中场那颗弹珠那么大。化学反应只是重新排列电子，因此任何化学过程都无法把一种元素变成另一种元素；那需要改变质子数目的核反应。人类对原子的认识经历了从道尔顿的实心球模型，到汤姆孙发现电子，再到卢瑟福提出原子核，玻尔提出能级，最终发展为量子力学模型；每一种模型都只在能解释已有证据期间被沿用。