我亲爱的年轻原子论者：
你已经学到了由质子和电子组成的聚合体中最简单的一种，即一个质子和一个电子在一个快速的游戏中相互绕圈追逐。这种聚合体被称为氢原子。
所有其它可能存在的聚合体种类则更加复杂。第二简单的聚合体是氦原子。氦分子则是两个这样的聚合体聚在一起。氦气是一种在大自然中数量不多的气体；在一些特定的油井中可以获得少量氦气。氦气是一种惰性气体；我们这所以这么称呼它，是因为它不会燃烧，或者和任何其它东西相结合。氦原子对加入更大型的属于分子聚合体的游戏没有兴趣。它满足于独自存在，因此在化学上没有多大用处，因为你没法用它来产生别的什么东西。这就是为什么多数人建议在气球或者汽艇上充氦气的原因，因为它不会燃烧或者爆炸。氦气没有氢气那么轻，但是它有足够的能力让气球漂浮在高空。
氦原子由四个电子和两个质子组成（译者注：其实是由两个电子、两个质子和两个中子组成）。在氦原子的正中心位置，有一个挤得紧紧的聚合体，包括了所有的质子和两个电子（译者注：作者写这本书时所处的在上世纪20年代，中子还没有被发现。人们普遍认为，原子核是由质子和电子组成的，并假定，原子量为N、原子序数为Z的核应该由N个质子、N—Z个电子组成的，这个原子核又与Z个轨道电子组成中性原子，这就是原子核的“质子—电子”模型）。另外两个电子在离这内部的聚合体较远的地方玩闹。出于方便，我们将这个内部的聚合体称为原子的“核”。这样的原子中心核和另外两个在周围玩闹的电子，就好像地球和火星以及其它行星以太阳为中心玩闹或者旋转一样。这就是为什么我们称这两个电子“行星式电子”的原因。
有将近90种不同类型的原子，而它们都有自己的名字。比起氢和氦，有些原子我们更加熟悉。比如，有铁原子、铜原子、硫原子，等等。其中的一些原子你应该要了解，因此，在我告诉你关于质子和电子如何组成原子的知识之前，我将写一些在我们这个世界的陆地和岩石中、在海洋里的水体中、在上方的空气中存在的原子的名字。
首先从空气中开始。空气是几种气体的混合物。每种气体都对应一种不同的原子。空气中氢气的痕迹很少，氦气以及其它我不想用它们的名字打扰你的气体也很少。空气中大部分是氮气，占了大约78%的比重；而剩下的几乎都是氧气。氧气的比例大概是20.8%，因此其它所有气体占我们生活于其中的空气的比重大概是1.2%。
陆地和岩石中同样有很多氧；组成陆地和岩石的原子中大约有47.3%是氧原子。剩下的原子中大约有一半是一种叫硅的原子。沙子由硅原子和氧原子组成，而你知道这个世界里有如此多的沙子。陆地和它的岩石的大约27.7%是硅。在陆地中，接下来最重要的原子是铝原子，然后是铁原子，再然后是钙原子。这里列出了它们的比例情况：铝原子占7.8%；铁原子占4.5%；钙原子占3.5%；钠原子占2.4%；钾原子占2.4%；镁原子占2.2%。除了这些，其它最重要的原子有占比为0.2%的氢原子和同样数量的碳原子。然后还有一些磷原子，一些硫原子，一些氟原子，以及数量很少的其它的剩余类型的原子。
海水里大部分是氧原子和氢原子，其中氧原子是85.8%，而氢原子是10.7%。这就是你所期望的，组成水的分子由两个氢原子和一个氧原子构成。氧原子的质量大概是氢原子的十六倍。然而，每个氧原子对应着两个氢原子，因此在水中，每一磅氢原子对应着八磅氧原子。这就是海水中氧原子的占比大概是氢原子的八倍的原因。
因此，海水的大部分就是水，也即纯水。但是，它也包含了其它的物体，其中最为人所知的是盐。盐是一种其分子由钠原子和氯原子组成的物体。这就是海水中有大约1.1%的钠和大约2.1%的氯的原因。就像你想的那样，海水中还有一些其它类型的原子，因为它汇聚了所有被陆地上的水溶化并且顺流携带到海洋里的所有物质，但是它们在数量上是不重要的。
现在我们知道了与这些重要原子的名字有关的知识，我们可以重新捡起那个“质子和电子是如何构成它们”的问题了。不管我们处理那种原子，里面总是有一个核或者中心，并且有一些电子在核的周边玩闹，就像缩小了的行星。一种原子和另一种原子的区别仅仅在于核的区别，以及在核的周边玩闹的行星式电子的数量和分布方式的区别。
不管我们考虑哪一种原子，在其内部，电子的数量总是等于质子的数量。比如，铁原子由一个核和二十六个在其周边玩闹的电子构成。铜原子有二十九个电子，像缩小的行星绕着核。这对原子核意味着什么呢？这意味着原子核中，质子的数量比电子多二十九个（译者注：这里还是过时的原子核“质子—电子”模型）。银原子有更多的行星式电子，多达47个。镭原子有88个，而最重的原子，即铀原子（译者注：作者当时知道的最重原子）有92个电子。
如果我们愿意，我们可以不用名字，而是用数字来表示不同类型的原子。我们可以用有几个行星式电子来描述任何一种原子。比如，氢原子就是数字1，氦原子是数字2，锂原子你也许从未听说过，是数字3，依此类推。氧原子是8，钠原子是11，氯原子是17，铁原子是26，而铜原子是29。每一种原子有一个数字。我们把这个数字叫做原子序号。
现在让我们看看原子序号告诉了我们什么。以序号为29的铜原子为例。每个铜原子中有29个电子在原子核周围转悠。原子核本身是由质子和电子组成的较小的内部聚合体，其中质子的数量比电子更多；确切地说是多29个。在原子中，每一个行星式电子都对应着原子核里的质子比电子多一个。这样，质子总数和电子总数保持一致。
铜原子的核周围有29个玩闹的电子，就好像原子核是老师，带了29个孩子，让他们在游乐场上玩耍。然而，关于这一切有一个非常有趣的事情，就是我们必须把所有这些学生都看作是一样的，这样老师就不用区分不同的学生。还记得吗？电子都是一样的。所有的老师或原子核在意的是周围在玩耍的数量必须是正确的。你可以从其它游乐场把一个男孩带进来，而老师不知道他是新来的，但是她知道有什么地方不对劲，因为她的团队里多出来一个成员。她只负责29名学生，而铜的原子核只负责29个行星式电子。只要原子核周围总是有29个电子在玩闹，那么就无所谓这些电子是从哪儿来的。如果电子数量少于或者多于29个，那么就有特别的事情发生。
后面我们将会看到有什么事情发生，但是先让我们思考一个有很多个原子的场景，比如一条铜线上的许多原子。一小段铜线里面会有数十亿个铜原子，每个铜原子里都有行星式电子在它们自己的原子核周围玩着肉眼看不见的游戏。一个原子里，原子核与它所带的行星式电子之间有一些距离。而在原子与原子之间则有着更大的距离。
总体来说，电子们保持在离它们的绕核圆形轨道相当接近的位置。当然，也常常存在逃离自己的原子，进入另一个原子的趋势。对于29个电子来说，其中一个电子迷了路，最后加入了绕着另一个原子的核的游戏是不足为奇的。当然，来自另一个原子的电子也可能游荡过来，填补刚才离开的那个电子的空位，这样就会让原子核心满意足。
我们不知道在一条铜线中，电子是如何从一个原子流浪到另一个原子，但是我们确信，铜线内总是有很多电子在原子之间的空间里游荡。有些朝这个方向，有些朝另一个方向。
当铜线连接一个电池时，正是这些游荡的电子会被影响。每一个离开家园原子并在周围游荡的电子，都蹦蹦跳跳地被送往电线的连接电池正极的一端，同时被带离电线连接电池负极的一端。这就是电池对电子做的事情，即让它们离开家园原子；电池沿着电线驱赶着它们。从电线的负极端到正极端有着有规律的电子流或者电子行列。当我们有了像这样的电子流时，我们说我们有了电流。
后面我们需要更多了解关于电流的知识，但是我们首先应该知道的一件事是怎么制作一个电池，以及电池怎样影响铜线中的流浪电子。这就是我在下一封信里将要告诉你的内容。