8年级

基本粒子、同位素、原子序数、质量数

根据质子、中子和电子数识别原子与离子；同位素的原子序数相同而质量数不同。

直觉直觉：粒子与变化

原子并非不可分：微小原子核含质子和中子，电子分布在周围区域。同一元素的同位素中子数不同。

从左到右：¹²C、¹³C、¹⁴C。每个原子核都有 6 个质子（红色），只有中子（灰色）数不同。拖动可旋转。

碳原子（Z = 6）：核内有 6 个质子，6 个电子在电子层中运动。

定义: 核心概念

原子序数 $Z$ 是质子数；质量数 $A$ 是质子与中子数之和，因此中子数为 $A-Z$ 。

中性原子的质子数等于电子数。阳离子失去电子，阴离子得到电子。形成离子不会改变核内质子数。

A=Z+N,\qquad N=A-Z

{}^{A}_{Z}\mathrm{X}

例题: 例题

原子序数为 11 的钠-23 有多少个中子？

解答

中子数等于质量数减原子序数：23 − 11 = 12。中性原子还含 11 个电子。

例题: 第二个例子

³⁵Cl 和 ³⁷Cl 是同种元素吗？

解答

两者都是氯（Z=17，17 个质子）；仅中子数不同——同一元素的同位素。

同位素写作 $^{A}_{Z}\mathrm{X}$ 。碳-14 中 $Z=6$ ，故有 6 个质子、 $14-6=8$ 个中子，中性原子有 6 个电子。

几乎全部质量集中在仅占原子体积很小部分的原子核中。原子大部分空间由电子占据——这解释了原子为何“很空”。

例题: 计算与应用例题

氧化物离子符号为 ¹⁶₈O²⁻，求其质子数、中子数和电子数。

解答

质子数 Z = 8；中子数 N = A − Z = 16 − 8 = 8；电子数 = Z − 电荷 = 8 − (−2) = 10。