第八章 進入原子的世界

8-5 原子結構

【原子的結構】

1.原子的組成:

(1)根據科學家的實驗結果認為原子主要是由三種基本微粒子所構成:電子、質子和中子。

(2)最先發現的是電子。電子的質量在三種微粒子中最小,帶負電,是電荷的最小單位。在化學反應中,只有電子會發生轉移。

(3)第二種發現的微粒子是質子,質子的質量大約是電子的1840倍,帶有正電,與電子所帶電量相等,但電性相反。

(4)最後發現中子,中子的質量與質子差不多,但不帶電荷,是電中性。

註:唯一不含中子的原子是氫。

2.原子結構模型:

二十世紀初期,紐西蘭科學家拉瑟福Ernest Rutherford1871-1937)由實驗結果推斷出原子模型:

(1)原子的結構是由位居中心,體積極小而質量很大的一個原子核(帶正電),與環繞此原子核做旋轉運動而帶負電的電子所構成。(如右圖所示)

(2)原子核本身,又由帶正電的質子和不帶電的中子所構成。

(3)根據原子的組成中質子、中子、電子的分析可知:

原子的質量幾乎全部集中在原子核。(含有中子與質子)

一個原子的質量就約略等於它原子核中的質子與中子的質量之和。

原子核的體積非常小(其半徑大約只有原子半徑的十萬分之一),因此原子大部分是空心的,而電子存在的區域相當於原子的體積。

【比喻】假想原子核如一個放在棒球場中乙、的一元硬幣,那電子在原子核外運動的範圍大約是整個棒球場。

 

【原子中電子的轉移】

1.原子序=質子數=電子數(因原子呈電中性)

(1)—元素的原子核中所含質子數目,稱為此元素的原子序。

(2)原子核中的質子數目決定一個原子的性質;同一種元素的原子,其質子數必相同,元素不同,質子數就不同,其性質也相異。

2.原子中電子的轉移:

(1)整個原子是電中性的,此因核內的質子數和核外的電子數恰好相等之故,而物質會帶電,是電子轉移的結果。

(2)如果一個原子因摩擦或其他原因失去電子,原子中的核內質子數多於核外電子數,則此一原子就成帶正電的粒子,即為陽離子。

例:鎂原子核內有12個質子,而核外有12個電子,當其移去2個電子後,核外只剩下10個電子 ,此時質子數比電子數多2個,鎂原子則變成帶正電的鎂離子( Mg2+ )

(3)若一個電中性原子,從外界獲得電子,原子中的質子數少於電子數,則變成帶負電的粒子,即陰離子。

例:氯原子核內有17個質子,而核外有17個電子,當其得到1個電子後,核外電子數增為18個 ,此時質子數比電子數少1個,氯原子則變成帶負電的氯離子( Cl- )

(4)摩擦起電時,在摩擦的過程中,微量的電子由原子的束縛下脫離,轉移到另一物質上,使另一物質帶了額外的負電,而本身卻因為失去電子而帶正電,電的作用現象就呈現出來了,兩物所帶電性相反,但電量相等。

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