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读懂质子数与核子数

元素符号旁的两个小数字看起来像装饰,直到题目要你用它们数出粒子。

本页内容
  1. 这两个数是什么意思?
  2. 怎样数粒子?
  3. 例题
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 接下来学什么

描述一个原子要用两个数:质子数(质子的数量)和核子数(质子加中子)。有了这两个数,你就能算出中性原子里的每一种粒子。这项技能几乎出现在原子、元素与同位素的每一道题里,也支撑之后的化学键、方程式和计算。

这两个数是什么意思?

核素符号把核子数写在元素符号的左上角,把质子数写在左下角。钠的写法是上面 23、下面 11、中间是 Na。在本页的纯文字里,我们写成 23/11 Na,上面的数在前。

质子数决定元素。凡是有 11 个质子的原子都是钠,没有别的元素有 11 个质子。核子数告诉你原子核里有多少个粒子。

粒子相对电荷相对质量位置
质子+11原子核
中子01原子核
电子−1约 1/1840核外电子层

怎样数粒子?

  1. 质子 = 质子数。 读下面的数。
  2. 中性原子:电子 = 质子。
  3. 中子 = 核子数 − 质子数。
  4. 检查: 质子 + 中子必须等于核子数。

第四步成本很低,却能抓出大部分失误。

例题

磷原子写作 31/15 P。求质子、中子和电子的数量。

第 1 步,质子: 质子数是 15,所以有 15 个质子。

第 2 步,电子: 原子是中性的,所以有 15 个电子。

第 3 步,中子: 31 − 15 = 16 个中子。

第 4 步,检查: 15 + 16 = 31,与核子数一致。

答案: 15 个质子,16 个中子,15 个电子。

要留意的错误

常见的失误是把较大的数当成质子数,或者把核子数当成中子数。

错误答案: 31 个质子,31 个中子,15 个电子。

学生把上面的数当成“质子数”,也没有做减法。

纠正的办法是记住每个数在数什么。核子数数的是质子和中子,所以它不可能单独等于中子数。质子数决定元素,也决定中性原子的电子数。

自我检测

先自己做,再展开答案。如果题目要元素名称,可以看元素周期表。

1. 原子写作 35/17 Cl。它有多少个质子、中子和电子?

显示答案

质子 = 17。电子 = 17(中性)。中子 = 35 − 17 = 18。检查:17 + 18 = 35。

17 个质子,18 个中子,17 个电子。

2. 一个中性原子有 26 个质子和 30 个中子。它的核子数是多少?是什么元素?

显示答案

核子数 = 26 + 30 = 56。有 26 个质子的元素是铁。

56/26 Fe

3. 一个中性原子有 13 个电子,核子数为 27。它有多少个中子?

显示答案

中性,所以质子 = 电子 = 13。中子 = 27 − 13 = 14。

14 个中子(这是铝)。

接下来学什么

下一步,看看原子得失电子后会有什么变化:求简单离子中的粒子数。方程式配平推理训练器也要你在方程式两边用同样的数原子习惯,综合练习则检测整个单元。

有些学生每一步都懂,但在压力下拿错数字。找出这类习惯,正是我们的老师在线上一对一化学补习中做的事。

常见问题

质子数和核子数有什么区别?

质子数是原子核中质子的数量,它决定元素的种类。核子数是原子核中质子加中子的总数,也叫质量数(mass number)。核子数不会小于质子数,只有在没有中子时两者才相等,例如最简单的氢原子。

怎样求中子数?

用核子数减去质子数。例如 23/11 Na 的核子数是 23,质子数是 11,所以中子数是 23 − 11 = 12。中子数不能直接从符号上读出,必须计算。

为什么中性原子的电子数等于质子数?

每个质子带 +1 电荷,每个电子带 −1 电荷。中性原子整体不带电,正负电荷必须抵消,这只有在电子数等于质子数时才成立。离子不遵守这条规则,下一课会讲。

资料来源

  1. Cambridge IGCSE Chemistry 0620 课程大纲页面

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