很多人为了解释原子的概念，把原子核跟电子的关系，比喻成太阳和行星的关系，于是自然而然地，我们脑海中出现了这样一个模型，就是如同行星围绕太阳旋转一样，电子也以某种轨道，围绕原子核旋转。

正如太阳系中，太阳的质量是整个太阳系的99.9%一样，原子核的质量占据了原子的99.9%，电子仅有约0.1%。于是人们自然而然地想到，电子跟原子核之间，应该类似太阳和行星一样，存在广阔的空间。

这种解释，虽然直观容易想象，但是却跟原子的真实情况相去甚远。

一开始，原子只是一种哲学思想，这种思想源于对自然的观察，因为日常生活中，无论是切西瓜还是切冬瓜，只要不停地切，就会得到越来越小的部分。

于是有人猜想：物体不能无限分割下去，当小到一定程度，就达到极限了。这种最小的单位对应的就是原子。

后来，人们发现有些元素存在放射性，比如X射线，α射线和β射线，这是元素自身发生的变化，显然不能用化学反应的理论来解释。

科学家进一步研究后发现，氡的α粒子是它的电子核，含有两个正电荷，β射线则是电子流。

于是科学家提出一个惊人的理论：原子并非最小单位，原子是可以分割的。

人类目前的技术只能看到平面分子的结构，对于原子长什么样，我们既看不见，又摸不着。目前原子长什么样，都是科学家们猜测的。

对，是猜的！但不是乱猜，而是基于严谨的科学实验数据。

人们一开始不知道原子内部有原子核这个东西，而是认为原子内部，电子和正电荷是均匀分布的。

下图为早期的原子模型：汤姆逊原子模型：

后来诺贝尔物理学奖获得者卢瑟福做了一个实验，他用α粒子轰击很薄的金箔时，理论上，α粒子穿过金箔时，会撞击到原子内均匀分布的电子和正电荷，而α粒子比电子重7000多倍。当α粒子撞到电子，就仿佛大炮撞到了一粒灰尘，最终α粒子会畅通无阻地通过金箔。

但实验结果却让卢瑟福大跌眼镜，因为部分α粒子被弹开了，有一些偏转角度甚至接近180°。你能想象大炮被灰尘弹开的情形吗？这说明原子内部跟人们原来想象的不一样。卢瑟福认为，α粒子一定撞到了更大的，而且是带正电的东西，因为α粒子就带有正电荷，只有同性相斥，才会出现近180°的反弹角度。

他把存在于原子内，并且又重、又带有正电荷的东西，称为原子核。

卢瑟福据此提出了原子模型，就是我们前面所说的类似太阳系的原子模型。后来波尔改进了卢瑟福的模型，他认为在围绕原子核旋转的电子，它们轨道是分层的，越往外层，电子数就越多。

按照这种模型，原子核跟电子之间相距甚远，就像太阳跟冥王星的距离一样。

下图是冥王星上的太阳，因为距离遥远，太阳变成了右上角的一颗明星：

虽然卢瑟福的原子模型很好地解释了α粒子散射实验，但是却有个问题。根据经典力学和经典电动力学，围绕原子核旋转的电子会不断辐射能量，最终落入原子核内。然而，现实情况是，原子都是以稳定的形式存在，这是卢瑟福的模型无法解释的。

量子理论出现后，卢瑟福模型问题终于得到了修正，原来电子之所以能在轨道上稳定地运动，是因为电子处于特定的能级，在这种情况下，电子的状态是稳定的。

根据量子力学的“测不准原理”，电子的位置不是确定的，只能以概率的形式表示，其中出现概率大的地方，点的密度大，反之小，看上去仿佛在原子核周围笼罩了一层“云”，因此被称为“电子云”。

根据“电子云”可以判断出，在电子和原子核之间依然是电子。

在极端条件下，比如超新星爆炸，电子会被压缩到原子核内，跟其中的质子形成中子，这就形成了中子星。

中子星密度极大，每立方厘米能达到1亿吨以上，如果把地球压缩到这样的密度，地球的直径就只有22米了。这样你就能想象，电子跟原子核二之间的空间有多广阔了。