原子 的 結 構 化學科 台南二中 何雅修 老師

原子的發展

原子模型的發展 原子的構造 原子核外的電子 （由湯木生發現） 原子核 （由拉塞福發現） 中子 質子

1897年湯木生：陰極射線實驗 摘自康熙版物質科學化學篇 推定電子為帶負電的粒子，為原子的基本粒子

1911年拉塞福：α粒子撞擊金箔實驗 鐳 鉛塊 金箔 觀測鏡 可移動螢光屏 少數偏折的α粒子 α粒子 行進方向 大多數未偏折α粒子

拉塞福提出核原子模型 原子是由原子核與電子所組成，大部分空間為空的，原子核帶正電荷，整個原子質量大多集中在原子核。 湯木生西瓜模型 拉瑟福核原子模型 摘自Houghton Mifflin Company 出版 原子是由原子核與電子所組成，大部分空間為空的，原子核帶正電荷，整個原子質量大多集中在原子核。 提出核原子模型-電子在核外繞核運動，如行星繞太陽般旋轉。

原子核和原子的比喻 原子的半徑大約為10-10公尺， 原子核半徑大約為10-15、10-14公尺 如果把原子比喻成直徑約500公尺的巨蛋體育館，原子核的大小相當於館中央的一粒直徑約2公分的玻璃珠。 摘自南一版基礎化學 原子的半徑大約為10-10公尺， 原子核半徑大約為10-15、10-14公尺

質子與中子的發現 質子：1919年拉塞福以α粒子撞擊 氮原子而發現 中子：1932年查兌克以α粒子撞擊鈹 原子而發現

原子結構 核外：帶負電的電子 (摘自泰宇版影片) 原子中三種基本粒子的比較 粒子名稱 質量(公克) 電量(庫倫) 電子 ○原子 原子核：帶正電質子和不帶電的中子 核外：帶負電的電子 (摘自泰宇版影片) 原子中三種基本粒子的比較 粒子名稱 質量(公克) 電量(庫倫) 電子 9.109×10-28 -1.602×10-19 質子 1.673×10-24 +1.602×10-19 中子 1.675×10-24

原子的表示法 E：元素符號 Z：原子序＝質子數＝電子數 A：質量數＝（質子數＋中子數） A－Z：中子數

Ex︰鈷六十(原子序27)可作為放射性治療用，下列有關鈷六十的原子結構，何者正確？(A)60Co有27個電子 (B)60Co有60個中子 (C)60Co3+有30個中子 (D)60Co3+有33個電子 質子數 27 27 電子數 27 24 中子數 33 33 Ans：A

同位素(isotope ) 原子序相同而質量數、中子數不同的原子，稱為同位素 12 質量數 13 6 質子數 中子數 7

原子的結構 原子橫切面示意圖 摘自數研出版之化學圖錄

原子核外電子的情形 電子在固定軌道上繞原子核運轉，如行星繞太陽一般。 電子在原子核外隨距離不同而有不同的出現機率；顏色深出現機率大 電子運動：電子以原子核為中心，運動空間幾乎占滿整個原子，但並非隨意分布，只能測得其在原子核外某位置出現機率大小，將其描繪出來，稱為軌域。 拉塞福行星原子模型： 正確原子模型： 電子在固定軌道上繞原子核運轉，如行星繞太陽一般。 ps:拉塞福模型雖不正確，但常被作為簡示圖，簡化原子核與電子間的關係。 電子在原子核外隨距離不同而有不同的出現機率；顏色深出現機率大

原子核外電子的排列 電子繞著原子核高速運轉，其轉動方式有一定範圍層（電子殼層） n=1（K殼層） n=2（L殼層） n=3（M殼層） n=4（N殼層） n=5（O殼層）

原子核外電子分佈規則 越靠近原子核的電子能量越低，離原子核越遠的電子能量越高 為了使原子達最穩定的狀態，電子的排列由能量較低的 n=1 ( K殼層）填起 最外層的電子最容易發生電子得失的現象 最外層的電子稱為價電子 核

原子核外電子的排列 每一殼層最多可容納2n2個電子 n=1（K殼層） 2個電子 n=2（L殼層） 8個電子 n=3（M殼層） 18個電子 由於電子與原子核間以及與電子間產生複雜的交互作用力，故原子序小於或等於20的原子，在n=3殼層最多只能填入8個電子

ex： 核 電子組態 2, 1 第二週期 ⅠA族

ex： 核 電子組態2, 8, 1 第三週期ⅠA族

ex： 核 電子組態 2, 8, 8, 1 第四週期ⅠA族

2, 1 2, 2 2, 8, 1 2, 8, 2 2, 8, 8, 1 2, 8, 8, 2 價電子均有1個 價電子均有2個 ⅠA族（同族元素） ⅡA族 化學性質相近 化學性質相近 鹼金屬 鹼金屬

2 2, 7 2, 8 2, 6 2, 8, 8 2, 8, 7 2, 8, 6 價電子均有6個 VIA族 化學性質相似 價電子均有7個 VⅡA族 化學性質相似 鹵素 價電子均有8個,He除外 VIIIA族 化學性質相似 鈍氣

八隅體： 除He之外，均為8顆價電子 因為惰性氣體的電子組態最穩定，元素會 傾向於形成與惰性氣體相同的電子組態 ex： ex： ex： 2, 8, 1 2, 8 ＋ 除He之外，均為8顆價電子 ＋ ex： 2, 8, 7 2, 8, 8 ＋ ex： 2, 6 2, 8

電子點式 用元素符號表示原子核及其內層電子，且在元素符號的周圍用小點”．”來表示價電子。 例：氯（17Cl）的電子組態 氯的電子點式 Cl 8 2 +17 ． 氯的電子點式 Cl

第二週期價電子數與電子點式 A族之價電子數與其族數相等。 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA 摘自龍騰版基礎化學 A族之價電子數與其族數相等。

Ex：下列何者具有最多價電子？ （A）K（B）Mg（C）Si（D）Cl Ans：D

Ex：下列何者不是穩定的陽離子？ （A）Na2＋（B）Mg2＋（C）Al3＋（D）K＋ 2, 8, 1 2, 8, 2 2, 8, 3 2, 8, 8, 1 Ans：A

用力的想一想，今天學到了多少，別忘了回家要複習哦!

電子能階分布示意圖 逐 漸 升 高 的 能 階 第一階層(K層) n=5 n=4 n=3 n=2 n=1 第五階層(O層) 第四階層(N層) 核 第一階層(K層) 第二階層(L層) 第三階層(M層) 第四階層(N層) 第五階層(O層) n=5 n=4 n=2 n=3 n=1