Transcript 課程名稱：原子的世界
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課程名稱：原子的世界
編授教師：
中興國中 楊秉鈞
Slide 2
古希臘原子觀
留基伯
Leucippus
德謨克利特
Democritus
Slide 3
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 原子 組成
不斷切割下去
….
atom
Atom
字意：不可分割
中譯：原子
Slide 4
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 原子 。
（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
Slide 5
道耳吞的原子說
道耳吞 John Dalton
西元 1766－1844
Slide 6
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 原子 組成，原子為最小粒子， 不可 再分割。
（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
。
（3）化合物是由不同種類的原子以 簡單整數比例 組成的。
（4）化學反應是 原子重排 ，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 物質
X
Slide 7
道耳吞原子說圖說
論點（1）：
論點（2）：
論點（3）：
論點（4）：
水 H 2O
碳
2個 H：1 個 O
→
＋
二氧化碳 CO2
＋
＋
1個 C：2個 O
氫
＋
氧
→ 二氧化碳
→
氧 →
水
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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
說明原子極小
（媒體：1，5’37”）
Slide 9
原子的結構
Slide 10
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
Slide 11
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 電子 。
推翻道耳吞『原子不可分割』理論
（1）原子內含有帶 負 電的電子，電子平均分佈於原子內
（2）原子本身是帶 正 電的球體
電子好似散佈於布丁中的葡萄乾
（媒體：1，9” ；2，42”）
湯木生
John Thomson
西元1856－1940
Slide 12
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 原子核 及 質子 。
（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 正 電
（3）電子受原子核吸引而環繞原子核
（4）帶 正 電的質子位於原子核內，
（媒體：1，1’58”）
拉塞福
Ernest Rutherford
西元1871－1937
Slide 13
查兌克 發現中子
中子的發現：
（1）1932年， 查兑克 發現中子
（2）中子位於原子核內，中子本身不帶電
查兌克
James Chadwick
西元1891 － 1974
Slide 14
早期原子模型的演變
原子不可分割
（媒體：1，1’56”）
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
布丁模型
太陽系模型
Slide 15
現今的原子模型
現今的原子模型：
（媒體：1 ）
（1）原子構造：由 原子核 與核外的 電子
組成的
質子 、 電子 、 中子 。
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： 電子 運動的範圍視為原子的大小
（3）原子核：
帶 正 電，位居原子 中心 ，電子受核吸引環繞運動
由帶 正 電的 質子 與不帶電的 中子 組成。
（4）核外電子：帶 負 電，在核外圍，受到核吸引繞核運動
（5）原子為電中性：
電子
質子的數目 ＝ 電子的數目
質子的電量 ＝ 電子的電量
質子
（6）原子的質量集中於原子核
中子
質子質量 中子質量
質子質量是電子的 1840 倍。
原子核
原子質量 原子核質量
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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
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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
原子電中性
正電量 負電量 0
( A) (-B) 0
A B
原子中, 質子數目 電子數目
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原子序與質量數
原子序：
（1）原子核內的 質子數
，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 週期表 而得
原子序＝ 質子 數＝ 電子 數
質量數：
（1）原子的質量 質子 與 中子 的質量之總和
（2）質量數：
質量 數＝質子數＋中子數
質量數 原子 量
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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：
A
Z
X
質量數
原子序
X
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
1
0
1
1
碳
C
6
6
6
6
12
鋁
Al
13
613
14
13
6
27
12
1
1
H
12
6
C
27
13
Al
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同位素：
同位素
C 12
13
14
（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 質量 數不同
碳的主要同位素
12
6
C 碳-12
13
6
C 碳-13
14
6
C 碳-14
相對含量比 ％
98.93％
1.07％
微量
質子數
6
6
6
電子數
6
6
6
中子數
6
12
7
13
8
質量數
14
Slide 21
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 分子 狀態存在，少數以原子狀態存在
原子可分割為其他粒子（ 質子 、 中子 、 電子 ）
（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
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Na 鈉原子模型動畫
殼層
填入電子數
n
1
N＝1
2
nN＝2
2
8
nN＝3
3
18
nN＝4
4
32
….
….
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/naan
imshells.htm
2
◇
e 2n
n 殼層數
Slide 23
原子構造概述
粒子名稱
電子 e
質子 p
中子 n
發現先後
最先
次之
最後
發現者
湯木生
拉塞福
查兌克
分佈位置
核外
粒子數目
X個
質量大小
m
公克
1840
電性關係
負電
電量大小
－1 單位
原子核內
X個
＜
＝
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
m 公克
不一定
＝
m 公克
正電
0
＋1 單位
不帶電
（媒體：1，1’54”）
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課程結束
課程名稱：原子的世界
編授教師：
中興國中 楊秉鈞
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古希臘原子觀
留基伯
Leucippus
德謨克利特
Democritus
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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 原子 組成
不斷切割下去
….
atom
Atom
字意：不可分割
中譯：原子
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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 原子 。
（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
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道耳吞的原子說
道耳吞 John Dalton
西元 1766－1844
Slide 6
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 原子 組成，原子為最小粒子， 不可 再分割。
（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
。
（3）化合物是由不同種類的原子以 簡單整數比例 組成的。
（4）化學反應是 原子重排 ，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 物質
X
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道耳吞原子說圖說
論點（1）：
論點（2）：
論點（3）：
論點（4）：
水 H 2O
碳
2個 H：1 個 O
→
＋
二氧化碳 CO2
＋
＋
1個 C：2個 O
氫
＋
氧
→ 二氧化碳
→
氧 →
水
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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
說明原子極小
（媒體：1，5’37”）
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原子的結構
Slide 10
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
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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 電子 。
推翻道耳吞『原子不可分割』理論
（1）原子內含有帶 負 電的電子，電子平均分佈於原子內
（2）原子本身是帶 正 電的球體
電子好似散佈於布丁中的葡萄乾
（媒體：1，9” ；2，42”）
湯木生
John Thomson
西元1856－1940
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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 原子核 及 質子 。
（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 正 電
（3）電子受原子核吸引而環繞原子核
（4）帶 正 電的質子位於原子核內，
（媒體：1，1’58”）
拉塞福
Ernest Rutherford
西元1871－1937
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查兌克 發現中子
中子的發現：
（1）1932年， 查兑克 發現中子
（2）中子位於原子核內，中子本身不帶電
查兌克
James Chadwick
西元1891 － 1974
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早期原子模型的演變
原子不可分割
（媒體：1，1’56”）
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
布丁模型
太陽系模型
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現今的原子模型
現今的原子模型：
（媒體：1 ）
（1）原子構造：由 原子核 與核外的 電子
組成的
質子 、 電子 、 中子 。
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： 電子 運動的範圍視為原子的大小
（3）原子核：
帶 正 電，位居原子 中心 ，電子受核吸引環繞運動
由帶 正 電的 質子 與不帶電的 中子 組成。
（4）核外電子：帶 負 電，在核外圍，受到核吸引繞核運動
（5）原子為電中性：
電子
質子的數目 ＝ 電子的數目
質子的電量 ＝ 電子的電量
質子
（6）原子的質量集中於原子核
中子
質子質量 中子質量
質子質量是電子的 1840 倍。
原子核
原子質量 原子核質量
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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
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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
原子電中性
正電量 負電量 0
( A) (-B) 0
A B
原子中, 質子數目 電子數目
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原子序與質量數
原子序：
（1）原子核內的 質子數
，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 週期表 而得
原子序＝ 質子 數＝ 電子 數
質量數：
（1）原子的質量 質子 與 中子 的質量之總和
（2）質量數：
質量 數＝質子數＋中子數
質量數 原子 量
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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：
A
Z
X
質量數
原子序
X
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
1
0
1
1
碳
C
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6
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鋁
Al
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613
14
13
6
27
12
1
1
H
12
6
C
27
13
Al
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同位素：
同位素
C 12
13
14
（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 質量 數不同
碳的主要同位素
12
6
C 碳-12
13
6
C 碳-13
14
6
C 碳-14
相對含量比 ％
98.93％
1.07％
微量
質子數
6
6
6
電子數
6
6
6
中子數
6
12
7
13
8
質量數
14
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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 分子 狀態存在，少數以原子狀態存在
原子可分割為其他粒子（ 質子 、 中子 、 電子 ）
（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
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Na 鈉原子模型動畫
殼層
填入電子數
n
1
N＝1
2
nN＝2
2
8
nN＝3
3
18
nN＝4
4
32
….
….
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/naan
imshells.htm
2
◇
e 2n
n 殼層數
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原子構造概述
粒子名稱
電子 e
質子 p
中子 n
發現先後
最先
次之
最後
發現者
湯木生
拉塞福
查兌克
分佈位置
核外
粒子數目
X個
質量大小
m
公克
1840
電性關係
負電
電量大小
－1 單位
原子核內
X個
＜
＝
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
m 公克
不一定
＝
m 公克
正電
0
＋1 單位
不帶電
（媒體：1，1’54”）
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課程結束