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原子核的奧秘:質量數、質子與中子的定量關係
CHEM1001C-PEP-CNLesson 4
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微觀世界的基石

在化學的宏偉敘事中,原子不再是不可分割的「實心球」。它是一個微小但井然有序的系統:核心由質子中子緊密結合而成的原子核,四周則環繞著輕盈的核外電子

電子原子核原子序數 = 質子數 (Z)質量數 (A) = Z + N

定量的邏輯

  • 電性平衡:在電中性原子中,必須遵循:原子序數 = 核電荷數 = 質子數 = 核外電子數。這是識別元素的「身分證號碼」。
  • 質量數的定義:將原子核內所有質子與中子的相對質量取近似整數值相加,所得到的數值稱為質量數。公式表示為:$$A = Z + N$$。
  • 身分標籤:依照元素在週期表中的順序為元素編號,即可獲得原子序數。觀察氫元素方格(第96頁),我們可以清楚看見左上角的序數與下方相對原子質量的關聯。

正如同考古學家利用 $^{14}_6C$ 測定文物年代,這種精確的定量關係是人類理解物質演變的物理基礎。

核心提醒
電子總是先從內層排列,當一層填滿後再填入下一層。這種有序的排布規律,決定了元素的化學性質。