每种元素的“编号”
元素周期表上,每种元素都有一个编号:氢是 1,碳是 6,氧是 8,钠是 11。这个编号不是随便排的,它就是原子核里的质子数。
周期表还没学,先照着查: 元素周期表 1.4.2 节才正式学。现在只要知道:它把所有元素按编号排成一张表,每一格写着元素的编号、符号和名称。本课要查的元素都列在下面,遇到“查元素周期表”时,照着这张表查就行:
| 编号 | 符号 | 名称 | 编号 | 符号 | 名称 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | H | 氢 | 13 | Al | 铝 |
| 6 | C | 碳 | 15 | P | 磷 |
| 7 | N | 氮 | 16 | S | 硫 |
| 8 | O | 氧 | 17 | Cl | 氯 |
| 9 | F | 氟 | 20 | Ca | 钙 |
| 10 | Ne | 氖 | 26 | Fe | 铁 |
| 11 | Na | 钠 |
原子序数
原子序数atomic number用 Z 表示,它等于原子核里的质子数。在原子中:
质子数决定了原子属于哪种元素:质子数为 6 的原子一定是碳原子,质子数为 8 的一定是氧原子。所以 1.2.6 节里“元素”的定义可以说得更准确:
元素是质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称。
质量数
质子和中子的相对质量都约为 1,电子的质量可以忽略,所以把质子数和中子数加起来,就能大致知道一个原子有多重。这个和叫做质量数mass number,用 A 表示。中子数用 N 表示:
原子符号
把质量数写在元素符号的左上角、原子序数写在左下角,就能准确地表示一种原子:
表示:质子数 11,质量数 23,中子数 23 − 11 = 12,核外电子数 11。这种原子也可以写成“钠-23”。原子符号是高中化学和 AP 化学的常用写法,现在就认识它,后面会轻松很多。
先自己算,再点“核对”:
| 粒子 | 质子数 | 中子数 | 电子数 | 质量数 |
|---|---|---|---|---|
| 磷原子 | 15 | 31 | ||
| 硫原子 | 16 | 32 |
再用搭原子工具,按原子符号把原子搭出来:
示意图,不按比例:真实的原子核直径只有原子的十万分之一左右。
例题 1:读原子符号
的原子中,质子数、中子数、核外电子数各是多少?
- 读左下角。 原子序数 Z = 17,所以质子数 = 17。
- 读左上角。 质量数 A = 35,所以中子数 N = A − Z = 35 − 17 = 18。
- 核外电子数。 原子不显电性,核外电子数 = 质子数 = 17。
例题 2:写原子符号
某原子的原子核里有 26 个质子和 30 个中子。它是什么元素?写出它的原子符号。
- 定元素。 质子数 = 原子序数 = 26,查元素周期表(本课开头的表),26 号元素是铁(Fe)。
- 算质量数。 A = Z + N = 26 + 30 = 56。
- 写符号。 质量数写在左上角,原子序数写在左下角:,也可以写成“铁-56”。
常见误区
误区 1:“质量数 = 质子数 + 电子数。” 质量数是原子核里质子数和中子数之和。电子的质量太小,不算在质量数里。
误区 2:把上下两个数写反。 左上角是质量数 A(大),左下角是原子序数 Z(小)。记住:质量数总是不小于原子序数。
误区 3:“中子数决定元素种类。” 决定元素种类的是质子数。中子数不同的同种元素的原子,仍然是同一种元素(下节课的同位素)。
即时小测
原子的中子数是?
N = A − Z = 27 − 13 = 14。
决定元素种类的是原子的?
元素是质子数相同的一类原子的总称,质子数(核电荷数)决定元素种类。
小结
- 原子序数 Z = 核电荷数 = 质子数 = 原子的核外电子数;质子数决定元素种类。
- 质量数 A = 质子数 Z + 中子数 N,电子不计入。
- 原子符号 :左上角是质量数,左下角是原子序数。
- 元素是质子数(核电荷数)相同的一类原子的总称。
通往 AP(以后再看)
AP U1.5 和 U1.2 默认你熟悉原子符号:看到 要立刻说出 17 个质子、20 个中子。AP 题目也常把原子序数和周期表上的位置联系起来,推出元素的性质。