課程名稱：原子的世界 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 H2O 二氧化碳 CO2 碳 ＋ 氧 → 二氧化碳 碳 ＋ 氧 → 二氧化碳 → ＋ 1個 C：2個 O 2個 H：1 個 O 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 （媒體：1，1’31” ）

拉塞福 Ernest Rutherford 西元1871－1937 拉塞福的原子模型  拉塞福原子模型：太陽系模型  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 （媒體：1，46”）

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 布丁模型 太陽系模型  帶負電的電子均勻散佈在帶正電的原子中 原子不可分割 原子核有帶正電的質子， 帶負電的電子繞原子核運動 布丁模型 太陽系模型

現今的原子模型 （媒體：1 ）  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 1836 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

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  原子序： （1）原子核內的 ，稱為「原子序」  可依「原子序」判斷元素種類。  質子數相同的原子，就是同一種原子  原子序： （1）原子核內的 ，稱為「原子序」  可依「原子序」判斷元素種類。  質子數相同的原子，就是同一種原子 （2） 原子序：可查 而得  原子序＝ 數＝ 數 質子數 週期表 質子 電子 質子數＝6  原子序＝6  電子數＝6

質量數  質量數： （1）意義： 與 的總和，即「核內粒子總數」 」  質子數＝6 原子序＝6 ＝電子數＝6  中子數＝6  質量數： （1）意義： 與 的總和，即「核內粒子總數」 」 （因電子質量小，原子的質量約略等於原子核的質量） （2）關係：質量數愈多者，該原子的質量愈 。  數＝質子數＋中子數  中子數＝ － 。  質量數 ≒ 量 質子數 中子數 大 質量 質量數 質子數 原子  質子數＝6 原子序＝6 ＝電子數＝6 原子核  中子數＝6  質量數＝12 ≒ 原子量 （ 原子，原子量＝ 。 碳 12.01

原子符號標示法  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 原子 符號 氫 H 1 碳 C 6 鋁 Al 13 14 1 1 6 6 6 6 12 12 13 13 27

同位素  同位素： （1）意義：質子數相同，但 數不同（亦即 數不同） 的原子，彼此互稱為「同位素」  同位素在週期表上佔有同位置，化學性質幾乎相同  同位素的發現，可知相同的原子，其質量卻不同 （2）實例說明： 碳的三種同位素 中子 質量 碳的主要同位素 相對含量比 ％ 98.93％ 1.07％ 微量 質量數 質子數（原子序） 電子數 中子數 讀作 12 13 14 6 6 6 6 6 6 6 7 8 C-12 碳12 C-13 碳13 C-14 碳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 （媒體：1，2’20”）

課程結束