Day 5：原子結構與週期表
2026-05-06·
#後醫#化學
原子三大粒子
| 粒子 | 電荷 | 在哪 |
|---|---|---|
| 質子(p⁺) | +1 | 原子核 |
| 中子(n) | 0 | 原子核 |
| 電子(e⁻) | -1 | 核外電子層 |
三個關鍵數字
| 名詞 | 定義 | 公式 |
|---|---|---|
| 原子序(Z) | 質子數 | = p⁺ |
| 質量數(A) | 質子+中子 | = p⁺ + n |
| 中子數(N) | 中子數 | = A − Z |
🎯 質子數 = 元素種類
同位素
質子數一樣、中子數不一樣
| 同位素 | 質子 | 中子 | 性質 |
|---|---|---|---|
| ¹²C | 6 | 6 | 最常見、穩定 |
| ¹³C | 6 | 7 | 穩定 |
| ¹⁴C | 6 | 8 | 放射性,用於碳定年 |
🎯 重點:
- 同位素化學性質一樣(電子數一樣)
- 同位素也可以變成離子(離子和同位素是兩個獨立軸)
八隅體規則
所有原子都想最外層 8 個電子 → 三種方式:
- 失去電子(陽離子)
- 得到電子(陰離子)
- 共用電子(共價鍵)
週期表邏輯
- 直行(族)= 最外層電子數一樣 → 化學性質類似
- 橫排(週期)= 電子層數一樣
週期性趨勢
| 趨勢 | 同族(從上到下) | 同週期(從左到右) |
|---|---|---|
| 原子半徑 | 變大 | 變小 |
| 游離能 | 變小 | 變大 |
| 電負度 | 變小 | 變大 |
🎯 最大值都在右上角(氟 F),最小值都在左下角(銫 Cs)
為什麼同週期半徑變小?
電子都在同層,但質子越多 → 拉力越強 → 半徑變小
為什麼同族下方游離能變小?
- 電子層越多 → 最外層離核越遠
- 屏蔽效應增強(內層電子打折掉核電荷)
- 結果:容易抽走 → 游離能小
游離能 vs 電負度
| 游離能(IE) | 電負度(EN) | |
|---|---|---|
| 本質 | 抽電子的「成本」(能量) | 搶電子的「能力」(相對分數) |
| 單位 | kJ/mol | 無單位 |
| 比喻 | 拔毛痛不痛 | 拔河誰贏 |
🎯 游離能小 = 容易抽電子;電負度大 = 搶電子強
一句話總結
質子定身分,中子定質量,電子定行為。 所有原子都想最外層 8 個 — 這是化學的源頭動力。