元素是如何通过，电子的数量和排列形成化合物的？

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　　«●—【前言】—●○»
　　复合光学显微镜打开了人的眼睛，进入一个有趣的世界，包括小池塘生物体，健康和患病的细胞，以及细胞部分的功能。
　　«●—【放大率和分辨率】—●○»
　　显微镜的放大率和分辨率都有所不同。放大倍数是指物体表面大小的增加。旋转支撑物镜的结构，将这些透镜旋转到样品上方的位置。
　　在一个典型的复合光学显微镜中，最强大的物镜产生的图像高达标本实际大小的100倍（100X）。放大的程度被称为透镜的放大倍数。标准眼透镜将标本放大10倍（10X）。
　　草履虫（光学显微镜）
　　为了计算显微镜的放大率，最强物镜的放大率（在这种情况下，是100X）乘以眼透镜的放大率（10X）。结果是总放大倍数为1000X.
　　分辨率（REZ-uh-LOO-shuhn）是在图像中清晰显示细节的能力。光的物理性质限制了光显微镜对图像的分辨能力。当放大倍数超过约2000时，标本的图像就会变得模糊。因此，科学家们使用其他显微镜来观察非常小的细胞和细胞部分。
　　«●—【电子显微镜】—●○»
　　为了更详细地检查细胞，或查看细胞部分或病毒，科学家们可以使用其他显微镜，比如电子显微镜。
　　在电子显微镜中，一束电子束产生标本的放大图像。电子显微镜的放大率和分辨率都比光学显微镜更强大。
　　一些电子显微镜，甚至可以显示一个标本中单个原子的轮廓。电子显微镜的图像总是黑白的。然而，科学家们可以使用计算机，来添加人工颜色，来帮助识别图像中的结构。
　　此外，试件必须放置在真空室中。因为细胞不能在真空中存活，电子显微镜不能用来观察活的标本。电子显微镜主要有两种类型。
　　第一种电子显微镜是扫描电子显微镜（SEM）。扫描电镜通过一束电子束穿过样品的表面。sem提供了样品表面的三维图像。
　　草履虫（扫描电子显微镜）
　　首先，对样品喷涂一层精细的金属涂层。然后，一束电子束对准样品，导致金属涂层发射出一束电子。这些电子投射到荧光屏或感光板上。结果是物体表面的图像。sem可以将物体放大10万倍。
　　第二种类型是透射电子显微镜（TEM）。透射电镜通过一个非常薄的切片标本传递一束电子束。磁性透镜放大图像并聚焦在屏幕或照相板上。请注意草履虫内部结构的巨大分辨率。透射电子显微镜可以将物体放大多达20万倍。
　　草履虫（透射电子显微镜）
　　上面的图像显示了在三种不同类型的显微镜下观察到的草履虫。光学显微镜可以产生比实际标本大1000倍的图像。扫描电子显微镜产生的图像比标本大10万倍。sem提供了一个表面特征的视图。透射电子显微镜产生的图像比实际标本大20万倍。
　　«●—【计量单位】—●○»
　　科学家们使用一种通用的测量系统，以便他们可以比较他们的结果。
　　科学家们使用一种单一的、标准的测量系统，称为公制。公制是十进制，因此基于10的幂。这个测量系统的正式名称是国际联合系统。
　　这个法语标题的英文翻译是国际单位制，或简称为SI。生物学专业的学生在实验室中进行测量时使用SI。
　　«●—【基本和其他单位】—●○»
　　SI有7个基本基本单位，描述长度、质量、时间和其他数量，如上表1-1所示。
　　一个基本单位的倍数（幂为10)用前缀表示，如下表1-2所示。
　　例如，长度的基本单位是米。一公里（公里）的长度等于1000米（米）。虽然表1-1中的基本单位非常有用，但它们不能应用于某些测量值，如表面积或速度。
　　科学家们使用其他重要的单位，称为衍生单位来描述这些类型的量。派生单位是由两个基单位之间或两个派生单元之间的数学关系产生的。
　　表1-3显示了一些常见的派生单位。还有一些额外的测量单位不是SI的一部分，但可以与SI单位一起使用，如时间、体积和质量单位，如表1-3所示。
　　«●—【安全】—●○»
　　研究生物是有趣、有趣和有益的，但它可能是危险的。危害可以是化学、物理、放射学或生物的，并且可以在实验室和领域之间有所不同。
　　例如，在实验室中，失明的化学物质更容易溅在眼睛里，但掉下悬崖或被毒蜘蛛咬伤更可能发生在野外。
　　« ●—【实验室管理规范】—●○»
　　实验室安全涉及到良好的实验室实践，这意味着建立安全的、常识性的习惯。不要在实验室或没有老师的适当指导下单独工作，在使用任何设备之前总是询问你的老师。
　　下图显示了使用的安全符号。关于实验室安全和安全符号的信息可以找到。
　　生命化学
　　所有的生物都是由相同的基本材料组成的：碳、氢、氧和氮。这些生物，如这种水母，都是由主要由水组成的细胞组成的。生命的化学反应发生在细胞的水环境中。
　　«●—【物质组成】—●○»
　　地球支持着各种各样的生物体。所有生物的结构和功能都受化学定律的支配。了解化学的基本原理会让你更好地理解生物以及它们是如何运作的。
　　宇宙中的一切事物都是由物质构成的。物质是任何占据空间并有质量的东西。质量是一个物体所拥有的物质的数量。
　　质量和重量不相同；重量被定义为重力作用于质量所产生的力。同样的质量在月球上的重量，比在地球上的重量小，因为月球对物体施加的力比地球小。
　　物质中的化学变化，对所有的生命过程都是必不可少的。生物学家研究化学是因为，所有的生物都是由，构成非生物的相同种类物质组成的。通过了解物质的变化是如何发生的，你将会了解你将要研究的生物体的生命过程。
　　«●—【元素和原子】—●○»
　　元素是不能被化学分解成简单物质的物质。已经有100多个元素被识别出来，尽管只有不到30个元素对生物很重要。事实上，所有生物中90%以上的质量都是由四种元素组成的：氧、碳、氢和氮。
　　有关这些元素的信息汇总，在一个被称为元素周期表。每个元素都有一个不同的化学符号。一个化学符号由一个、两个或三个字母组成。
　　在大多数情况下，该符号来源于元素名称中的第一个字母或其他字母，例如表示氯的Cl。大多数其他的符号都来源于元素的拉丁语名称。其中一个例子是钠的符号，Na，来自拉丁语单词钠。
　　元素周期表列出了有关这些元素的信息，包括每个元素的原子序数、化学符号和原子质量。一个完整的元素周期表可以在附录中找到。
　　一个元素中，保留该元素所有性质，最简单的粒子是一个原子。不同种类的原子，性质决定了它们所组成的物质的结构和性质。
　　原子太小了，它们的结构不能被直接观察到。然而，科学家们已经开发出了描述原子结构的模型。
　　«●—【核】—●○»
　　中心区域，或原子核，构成了原子的大质量，由两种亚原子粒子组成，质子和中子。质子带正电荷，中子没有电荷。
　　一个原子中的质子数，被称为该元素的原子序数。在元素周期表中原子序数，通常直接出现在化学符号的正上方。氟的原子序数是9，这表明氟元素的每个原子都有9个质子。
　　一个原子的质量数等于这个原子的质子和中子的总数。氟的质量数是19，这说明氟的每个原子有10个中子。
　　«●—【电子】—●○»
　　在一个原子中，带正电荷的质子的数量，被相同数量的带负电荷的小粒子电子所平衡。一个原子的净电荷为零。电子是一种质量很小的高能粒子。
　　它们以非常高的速度在原子核上移动，并且位于轨道上。
　　轨道是围绕原子核的三维区域，表明电子的可能位置。在离原子核较远的轨道上的电子比在更靠近原子核的轨道上的电子有更大的能量。当所有轨道结合时，原子核周围有一个电子云。
　　轨道对应于特定的能级。每个能级对应于一组轨道，它们只能容纳一定数量的电子。
　　例如，对应于第一个能级的轨道只能容纳两个电子。第一个能级是氢和氦元素的最高能级。在第二个能级中有4个轨道，这个能级最多可以容纳8个总电子，每个轨道最多可以容纳两个电子。
　　«●—【同位素】—●○»
　　一个元素中的所有原子都有相同数量的质子。然而，一个元素的所有原子，并不一定具有相同数量的中子。
　　同一元素中具有不同数量中子的原子被称为同位素。额外的中子改变了元素的质量。大多数元素都是由同位素的混合物组成的。
　　一个元素的平均原子质量考虑了该元素中每个同位素的相对数量，这个平均值是在元素周期表中找到的质量。
　　«●—【化合物】—●○»
　　在自然条件下，大多数元素并不单独存在；大多数元素的原子，可以很容易地与相同或不同的原子，或元素结合生成化合物。
　　化合物是由两种或两种以上元素，固定比例的原子组成的。一个化学公式显示了形成，一种特定化合物的，每种元素的原子种类和比例。例如，水的化学式表明，这些原子总是以两个氢(H)原子与一个氧(O)原子的比例结合，如下图。
　　这些化合物，和组成它们的元素之间的，物理和化学性质有所不同。在自然界中，氧和氢元素通常是一种气体，其分子式为o2和h2。然而，当氧气和氢气在室温下结合时，它们形成液体水。
　　元素如何结合和形成化合物，取决于它们轨道中电子的数量和排列。当原子最高能级对应的轨道，充满最大电子数时，原子在化学上是稳定的。
　　一些元素，如氦和氖，由在其最高能级的轨道中，电子数量最大的原子组成。这些元素，也称为稀有元素或惰性元素，在正常条件下，不与其他元素发生反应。
　　参考文献：
　　[1] Effects of Λ hyperons on the deformations of even–even nuclei[J].
　　[2] 扫描电镜的基本原理及应用[J].
　　[3] 早期电子显微镜制造的回忆[J].
　　[4] 我国超显微镜的研制与发展[J].
　　[5] 电子显微镜发展五十年[J].