編授：Jim

單元主題：原子的世界 【第 6－4 節】 古希臘原子觀1.留基伯及德謨克利特的推想：物質如何組成？二千多年前希臘留基伯及德謨克利特提出 若將物質一直切割下去，最後會的到什麼？ 物質由 組成 字意：不可分割 中譯：原子。

2.古希臘留基伯及德謨克利特的原子觀點：現代原子說的奠基者 （1）物質分割後的最小單位，稱為 。 （2）不同物質的原子，形狀與大小不同 （3）原子是永恆存在的，不能孳生也不會消失，可經由結合、分離再重新組合而形成各種 物質。 僅是推論而無證明，故未被普遍接受 道耳吞的原子說1.道耳吞的原子說：英國人道耳吞根據實驗結果提出以下四個論點： 道耳吞首次將元素、原子與質量三種概念結合以說明物質組成 （1）物質由 組成，原子為最小粒子， 再分割。 （2）相同元素的原子，其原子質量與大小均 ；不同元素的原子其質量與大小 均 。 （3）化合物是由不同種類的原子以 組成的。 （4）化學反應是 ，在反應過程中，原子不會改變它的質量或大小，也不會產生 新的原子， 或使任何一個原子消失。 化學反應需符合： 原子 原子 。

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⇒原子→物質

＋ →＋ →

編授：Jim 2.道耳吞原子說圖說： 論點（1）： 論點（2）：

論點（3）： 論點（4）：

3.電子顯微鏡下的原子影像：說明原子極小。

原子的結構1.道耳吞的原子模型： （1） 是組成物質的最小粒子（ ∴ 原子不可分割 ） （2）組成各物質的原子，原子的大小及質量互不相同

理化課堂講義（自然三）

1 個 C：2 個2 個 H：1 個

水分子 H2O 二氧化碳 CO2 碳＋氧 → 二氧化碳 氫＋氧 → 水

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拉塞福Ernest Rutherford西元 1871 － 1937

湯木生John Thomson西元 1856 － 1940

查兌克James Chadwick西元 1891 － 1974

編授：Jim 2.湯木生的原子模型： 模型 1897 年，湯木生發現 。 推翻道耳吞『原子不可分割』理論 （1）原子內含有帶 電的電子，電子 分佈於原子內 （2）原子本身是帶 電的球體 電子好似散佈於布丁中的葡萄乾

3.拉塞福的原子模型： 模型 1911～1919 年，拉塞福發現 及 。 （1）原子內大部分空間為 。 （2）原子核： 位於原子的中心，體積極小 原子核帶有 電 （3）電子受原子核吸引而環繞原子核 （4）帶 電的質子位於原子核內4.查兌克發現中子： （1）1932 年， 發現中子 （2）中子位於原子核內，中子本身不帶電

5.早期原子模型的演變：

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電子

中子 質子

原子核

編授：Jim 6.現今的原子模型：

（1）原子構造：由 與核外的 組成的 三種粒子： 、 、 。 原子核內有質子與中子，核外有電子 。氫原子無中子。 （2）原子的大小： 運動的範圍視為原子的大小 （3）原子核： 帶 電，位居原子 ，電子受核吸引環繞運動 由帶 電的 與不帶電的 組成。 （4）核外電子：帶 電，在核外圍，受到核吸引繞核運動 （5）原子為電中性： 質子的數目 電子的數目 質子的電量 電子的電量 （6）原子的質量集中於原子核 質子質量 中子質量 質子質量是電子的 1836 倍。 原子質量 ≒ 原子核質量7.棒球場中的硬幣： 原子的大小若是棒球場 原子核的大小如同棒球場中的硬幣

8.原子的電中性： （1）電量大小關係：假設一個質子所帶的正電量為 +1 單位個正電量 一個電子所帶的正電量為 -1 單位個負電量 （2）粒子數目關係：若電中性的原子中有 A 個質子、B 個電子 所有質子所帶的正電量＝A × +1 所有電子所帶的負電量＝B × －1

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∵ 原子電中性 ∴ 正電量+負電量=0⇒(+A )+(-B )=0⇒ A=B⇒ ,原子中 質子數目=電子數目

XAZ X質量數原子序

編授：Jim 9.原子序： （1）原子核內的 ，稱為「原子序」 可依「原子序」判斷元素種類 質子數相同的原子，就是同一種原子 （2）原子序：可查 而得 原子序＝ 數＝ 數 （3）實例說明： 質子數＝ 原子序＝ ；電子數＝ 。

10.質量數：（1）意義： 與 的總和，即「核內粒子總數」

（因電子質量小，原子的質量約略等於原子核的質量）（2）關係：質量數愈多者，該原子的質量愈 。

數＝質子數＋中子數 中子數＝ － 。 質量數 ≒ 量

（3）實例說明： 質子數＝ 原子序＝ ＝電子數＝ 。 中子數＝ 。

質量數＝ 原子量≒ 。（查表， 原子，原子量＝ ）

11.原子符號標示法：（1）標示法格式：

X表元素符號 A 表示質量數（左上標）

Z 表示原子序（左下標） 理化課堂講義（自然三）160

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（2）實例討論：（ 數＝上－下＝質量數－原子序）

12.同位素： （1）意義：質子數相同，但 數不同（亦即 數不同）的原子，彼此互稱 為「同位素」 同位素在週期表上佔有同位置，化學性質幾乎相同 同位素的發現，可知相同的原子，其質量卻不同 （2）實例說明： 碳的三種同位素

13.現代對道耳吞原子說的修正： （1）一切物質是由原子組成，原子不可再分割 修正為： 許多物質以 狀態存在，少數以原子狀態存在 原子可分割為其他粒子（ 、 、 ） （2）相同元素的原子，其原子質量與大小均相同；不同元素的原子其質量與大小均不同 修正為： 同一元素，可能有不同質量 （∵ 的存在 ） 不同的元素，質量可能相同

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元素名 元素符號 原子序 質子數 中子數 電子數 質量數 原子符號氫 H 1 1

碳 C 6 6

鋁 Al 13 14

碳的主要同位素 612 C 6

13 C 614 C

相對含量比 ％ 98.93％ 1.07％ 微量質量數

質子數（原子序）電子數中子數讀作

核外電子分層環繞原子核

編授：Jim 14網路資源：Na 鈉原子模型動畫。 http://www.micromountain.com/sci_diagrams/at_struct/at_struct_pages/naanimshells.htm （1）電子殼層關係： （2）電子殼層： 第一層 n＝1，電子數 e＝ 。 第二層 n＝2，電子數 e＝ 。 第三層 n＝3，電子數 e＝ 。 第四層 n＝4，電子數 e＝ 。……15.原子構造概述： （1）原子體積：由電子決定 （2）原子質量：由質子與中子決定 （3）原子性質：由質子數（原子序）決定。

課程結束….

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粒子名稱 電子 e 質子 p 中子 n發現先後

發現者分佈位置粒子數目質量大小電性關係電量大小 －1 單位 ＋1 單位