化学是一门有关三个小小粒子：质子、中子、电子结合出数以兆计组合的科学，产生出一切。化学是一门奇特的科学，有时会被称为连接抽象的“量子物理”和比较具体的科学像“生物学”的桥梁。但化学不仅仅是桥梁。
　　万物是由原子组成的。原子论在二十世纪时已经被臆测很久了，但一直到爱因斯坦在1905年（十九、二十世纪真的是科学家辈出的黄金时代…orz）用数学证明了原子和分子的存在，整个原子说才拍板定案（而你还以为爱因斯坦都是在做相对论和E=MC^2…orz）。事情是这样的，在1872年一个叫Robert Brown的植物学家正透过一个显微镜观察水里面的花粉，他发现这个花粉就算在没有任何外在移动的状况下会随机的乱斗乱飘，这在很长一段时间都是一个谜。直到1905年爱因斯坦推理出这现象应该是由尚未证明出来的微小粒子不断撞击花粉所造成的（所以细数一下化学的诞生也不过114年…orz）。他写了一些华丽的算式（高贵的数学…orz），证明了他的理论可以几乎完美的预测这样的现象，而大家就只能联想：“对，真的有微小分散的东西在撞击花粉，因此，‘分子’，以及更进一步的‘原子’，真的存在。”今天我们纪念这位植物学家以及他所发现的这个运动，并称这样的运动为“布朗运动”。
　　所以我们所接触到的一切都是由一些球状物体组成的，这让一些人开始思考，如果我们一直把东西切成两半会发生什么事？最后你会得到一个单一、无法再分割的那个物质。Atom（原子）这个字就是源自希腊文“不可分割”的意思。虽然，我们在第二次世界大战中得知了原子其实还是可以被分割。所以所有的东西都是由原子组成的，微小且不可分割的粒子，其性质取决于三个次原子粒子的排列方式。质子（proton）较重且带正电，中子（neutron）大小跟质子差不多但不带电，电子（electron）跟质子带有相同的电量，不过电性相反（负电），并且几乎没有任何质量，大约是质子或中子的1800分之一而已。质子和中子在原子核（nucleus）中温存，是组成原子核的粒子，因此它们又被称为核子（nucleus）。电子则在原子核外面晃，原子所发生的这些有趣的化学反应都是由他们进行的。
　　原子核里面，质子的数量决定了它是哪一种元素。一个元素里质子的数目被称为“原子序”（其位于元素周期表中，元素的正上方），因为那就是每一种元素决定性的特征。原子核（nuclei）是个无聊的东西，它们的大小只有整个原子的数千分之一，而它们大部分的时候都只是待在那边，维持它们在数十亿年前就被创造出来的样子，被物理学里四个基本力中最强那个——强核力，所维持住。正因为原子核很无聊所以它们是决定元素种类最重要的特征。电子可以随意在原子之间跳来跳去，但质子的数目几乎永远都是非常稳定的。所以原子中心——原子核，在化学反应过后总是毫发无伤，这就是为什么同一个原子可以在一堆化学反应中穿梭，却还可以保持不变。而且和其他所有质子数也一样的原子性质相同。原子序就是原子的灵魂，这个数字决定了一个原子之所以是那个原子。中子（neutron）当然也有不同的重要性，但它不会改变一个原子是哪一种元素。对所有化学物质都很关键的两个东西之一是——电荷（charge）。但正因为中子不带电荷所以它通常不会影响一个原子的性质。但尽管如此它们还是很重要，我们都知道带相同电荷的东西会互相排斥，中子就像是质子之间的和事佬，你没有办法把银原子的47颗质子自己塞在原子核里面，它们会无法把持住而自己扯散。所以一个原子核只有在有适当的中子与质子数的状况下才可以永远维持住。银大约需要60个中子才有办法好好隔开那47个质子。但其实也不用刚好是60颗，事实上银的原子核有62颗中子时也很稳定，61颗的话就行不通了（why？）。银的原子序就算在它有不同的中子数时也不会变，因为质子的数目没有变，但它的相对原子质量会改变。“相对原子质量（relative atomic mass）”，也被称为“原子重量”，基本上就是全世界所有的“银”原子中，平均有几个质子+中子。因为银拥有两种稳定的同位素（相同质子数、不同中子数的原子称为同位素原子），各自有不同的中子数，所以它的平均原子质量并不是整数。大约有52%的银有60颗中子（60N + 47P = 107），而大约有48%的银有62颗中子（62N + 47P = 109），所以最后它们的平均原子质量就落在107与109中间附近107.8682。不同的同位素拥有不同的质量数（mass number），质量数就只是原子核里质子+中子的数目。跟原子的质量不同，质量数单纯是指单一原子，而不是全世界的银原子的相对原子质量的平均。银有两个稳定的同位素，一个质量数是107，我们称之为“银107”，另一个质量数是109，我们称之为“银109”。
　　于是，当了解到以上这些后，我们现在比1900年的任何人都还要懂原子。

Q：原子中的质子数、中子数和电子数是如何测定的？

A：现在我们可以用原子发射谱来测出原子的特征谱性，然后利用其特征谱线与标准图库对比，分析出哪种元素，自然可以得到该元素的所有信息。

Q：标准图库的信息又是如何确定的呢？第一个原子又是如何被定量定性的呢？

A：对原子进行质谱分析。包括以下几个步骤：（1）试样原子化；（2）将原子化的大部分试样转化为离子流或离子束，一般为单电荷正离子；（3）离子按质荷比分离；（4）计算各种离子的数目或测定由试样形成的离子轰击传感器时产生的离子电流，因为在第（2）部中形成的离子多为单电荷，故m/z值通常是该离子的质量数。所以我们可以通过一些仪器测出质荷比，得到质子数；再利用一些质量的方法，得到它的摩尔质量，就可以得到中子数，质子数+中子数等于质量数。还可以利用一些物理规律和化学反应（如果它能反应的话）来测得更多的量。

　　因为最后一个突发奇想的问题，求助了老同桌帮忙。看着他一步一步耐心地帮我查资料找办法，突然就想起高一那年大大小小的数理化周考堂测，他做一题我抄一题，不求甚解的瞬间。不同的是，现在的我会跟他一起，努力地追问一个化学问题的答案，而不仅仅是等着抄写一个结果。

　　感谢他一如既往的鼓励与帮助，满足了我迟到了很多年的好奇心。