課程名稱：原子與週期表 編授教師： 中興國中 楊秉鈞

 古希臘原子觀 留基伯 Leucippus 德謨克利特 Democritus

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 原子 不斷切割下去 Atom  字意：不可分割  中譯：原子 …. atom

留基伯及德謨克利特的原子觀  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 原子 物質 原子

 道耳吞的原子說 道耳吞 John Dalton 西元 1766－1844

道耳吞的原子說  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：  原子重排  原子不滅 原子 不可 相同 不同 簡單整數比例 原子重排 X

道耳吞原子說圖說 論點（1）： 論點（2）： 論點（4）： 論點（3）： 水分子 H2O 二氧化碳 CO2 碳 ＋ 氧 → 二氧化碳 碳 ＋ 氧 → 二氧化碳 → ＋ 氫 ＋ 氧 → 水

電子顯微鏡下的原子影像 網球 金原子影像 金原子影像 放大2 億倍 放大2 億倍 （媒體：1，5’37”）

 原子的結構

道耳吞的原子模型  道耳吞原子模型： （1）原子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

湯木生的原子模型  湯木生原子模型：布丁原子模型  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，電子平均分佈於原子內 （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 電子 負 正 湯木生 John Thomson 西元1856－1940

拉塞福 Ernest Rutherford 西元1871－1937 拉塞福的原子模型  拉塞福原子模型：  1911～1919年，拉塞福發現 及 。 （1）原子內大部分空間為中空 （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， 原子核 質子 拉塞福 Ernest Rutherford 西元1871－1937 正 正

查兌克 發現中子  中子的發現： （1）1932年， 發現中子 （2）中子位於原子核內，中子本身不帶電 查兑克  中子的發現： （1）1932年， 發現中子 （2）中子位於原子核內，中子本身不帶電 查兑克 查兌克 James Chadwick 西元1891 － 1974

早期原子模型的演變  原子不可分割 帶負電的電子均勻散佈在帶正電的原子中 原子核有帶正電的質子， 帶負電的電子繞原子核運動

現今的原子模型  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 1840 倍。  原子質量  原子核質量 原子核 電子 質子 電子 中子 電子 正 中心 正 質子 中子 負 電子 ＝ ＝ 質子 中子  原子核

現今的原子模型 （媒體：1 ）

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

原子的電中性  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 一個電子所帶的負電量為 -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

原子序與質量數  原子序： （1）原子核內的 ，稱為原子序  可依原子序判斷元素的種類。  每一種元素的質子數目都不相同  質子數相同的原子，就是同一種原子  質子數不同，就是不同元素 （2） 原子序：可藉查 而得  原子序＝ 數＝ 數  質量數： （1）原子的質量  與 的質量之總和 （2）質量數：  數＝質子數＋中子數  質量數  量 質子數 週期表 質子 電子 質子 中子 質量 原子

原子的符號標示法  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（位置左上標）  Z 表示原子序（位置左下標） （2）實例討論： 元素名 元素符號 原子序 質子數 中子數 電子數 質量數 氫 H 1 碳 C 6 鋁 Al 13 14 1 1 6 6 12 13 13 27 6 6 12

同位素  同位素： （1）同位素：質子數相同，但中子數不同的原子 （2）相同的元素有許多不同中子數的多種粒子，存在於自然界中， 這些粒子互稱為同位素。  同位素同屬於某一化學元素，其原子具有相同數目的電子 和質子，但卻有不同數目的中子  相同元素的同位素在元素週期表上佔有同一位置  彼此化學性質幾乎相同，但 數不同 質量 碳的主要同位素 相對含量比 ％ 98.93％ 1.07％ 微量 質子數 電子數 中子數 質量數 6 6 7 8 12 13 14

現代對道耳吞原子說的修正  現代科學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 （∵ 同位素的存在 ）  不同的元素，質量可能相同 分子 質子 中子 電子

Na 鈉原子模型動畫 Na 原子序＝11 核外電子分層環繞原子核 ◇ 資料來源：http://www.micromountain.com/sci_diagrams/at_struct/at_struct_pages/naanimshells.htm

原子構造概述 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 最先 次之 最後 湯木生 拉塞福 查兌克 核外 原子核內 X 個 X 個 不一定 ＜ m 公克 ＝ m 公克 負電 正電 ＝ 不帶電  原子體積由電子決定  原子質量由質子與中子決定  原子性質由質子數（原子序）決定

 元素週期表

元素週期表的演變  元素週期表演變： （1）最早的週期表： 1869 年，俄國人 將元素依 大小排列提出。  性質相似的元素會週期性出現，並預留未發現的元素 （2）目前週期表創始者： 1913 年，英國人 將元素依 大小排列提出。 門得列夫 原子量 莫色勒 原子序 門得列夫 Dmitri Mendeleev 西元 1834－1907 莫色勒 Henry Moseley 西元 1887－1915

週期表概述  週期表： （1）橫列，稱為 ；有 週期  第 週期為未完整週期，元素陸續發現中  同一週期性質，由左至右呈現週期性變化 （2）直欄，稱為 ；有 族  同一族元素化學性質相似 週期 1－7 7 族 1－18 族 週期 第七週期

週期表 週期 7 週期（列） ； 18 族（欄） 族

週期表常見元素 族的屬性 鹼 化合物 Mg、Ca、Ba.. 白 兩個 Cl、Br、I.. 單 He、Ne、Ar.. 鈍氣 高貴氣體 位置 週期表常見元素 族的屬性 位置 元素種類 同族元素性質相似性 第 1 族 鹼金族  活性大，隨原子序增加而 。  與冷水反應生成 及 性物質  反應性： 。 第 2 族 鹼土族  元素氧化物遇水呈 性。  常以 狀態存在於地殼中。  其氯化物與碳酸鈉生成 色沉澱。 第 17 族 鹵 素  具有毒性，有顏色。  以 原子組成的分子存在。  反應性： 。 第 18 族 惰性氣體  惰性，不易與他物反應，性質安定。  無色氣體，以 原子存在。  又名 或 。 增加 Li、Na、K... H2 鹼 Li ＜ Na ＜ K 鹼 Mg、Ca、Ba.. 化合物 白 Cl、Br、I.. 兩個 Cl ＞Br ＞ I He、Ne、Ar.. 單 鈍氣 高貴氣體

週期表的預測性  若發現一新元素，檢測原子序為118，其：  其週期表位置如何？  如何預測其元素化學性質？  若發現一新元素，檢測原子序為118，其：  其週期表位置如何？  如何預測其元素化學性質？  位置在第18 族  化學性質同惰性氣體 111 112 113 114 115 116 117 118

週期表中的國中常見元素 鹼土族 鹵素 惰性氣體 鹼金族

課程結束