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 | +1 | 1 | 原子核 |
| 中子 | 0 | 1 | 原子核 |
| 电子 | −1 | 约 1/1840 | 核外电子层 |
怎样数粒子?
- 质子 = 质子数。 读下面的数。
- 中性原子:电子 = 质子。
- 中子 = 核子数 − 质子数。
- 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。