範例 3. 4 元素的分類
4. 化學反應只是原子的重新排列組合，原子從未在化學反應中 被創造或破壞。
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圖 3.10
圖 3.10 石墨是碳的一種形式，這是以掃描穿隧式顯微鏡放大 百萬倍的影像。此種儀器可以產生原子結構的影像。圓形的黃 色物體即為原子。
問：要看到這些原子為何需使用放大倍數極高的顯微鏡？
P.87
第 3 章 原子和元素
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原子的電荷（Electrical Charges in an Atom）
第 3 章 原子和元素 P.87
在 1800 年代末期，越來越多的證據指出，原子並非是堅實球 體，而是由更小的質點稱為次原子粒子（subatomic particles）所 組成。次原子粒子被發現是因為有些物質帶有電荷，有的帶正 電荷，有的帶負電荷。
當兩個同性電荷互相接近時，它們會產生排斥而互相遠離，
。相反地，當兩個異性電荷靠近時，則會互相吸引，如圖 3.11 所示。
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圖 3.11
圖 3.11 同性電荷相斥且異性電荷相吸。
問：在原子核內的質子為何會吸引電子？
P.87
第 3 章 原子和元素
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原子結構（Structure of the Atom）
第 3 章 原子和元素 P.87
1897 年，英國物理學家湯姆森（J. J. Thomson）認為陰極 射線實際上是被正電極所吸引的細小粒子流，利用異性電荷 相吸原理，湯姆森知道這些粒子一定帶負電，在更進一步的 實驗後，這些粒子被稱為電子（electrons），它的尺寸比原 子小，質量也非常的小。因為原子是中性的，科學家不久又 發現原子內含有另一種帶正電的粒子叫做質子（protons），
它的質量比電子還要重。
1911 年，拉塞福進行金箔實驗，他以帶正電的粒子撞擊一片 很薄的金箔（圖3.12），推論質子位於原子內部帶正電的區 域，此區域為原子的核心稱為原子核（nucleus）。
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原子結構（Structure of the Atom）
第 3 章 原子和元素 P.88
科學家發現原子核的重量比質子還要重，核內應該還有另一 種次原子粒子，最後他們發現核內的另一種不帶電的中性粒 子叫做中子（neutron），因此原子核的質量取決於其質子和 中子質量的總和（圖3.13）。
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圖 3.12
圖 3.12 (a) 帶正電粒子朝金箔撞擊。(b) 接近原子核而來的粒 子會偏離原來直行的路徑。
問：當大部分的粒子都未偏斜兒穿透金箔時，為何有部分的粒 子卻轉向反彈回來？
P.88
第 3 章 原子和元素
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原子的質量（Mass of the Atom）
第 3 章 原子和元素 P.88
次原子粒子的質量非常微小，質子和中子質量約略相同，約為 1.7 × 10–24公克，而電子質量則更小。因為次原子粒子的質量極微 小，所以化學家使用微小的質量單位稱為原子質量單位（atomic mass unit；amu）。
1個 amu 定義為碳原子（包含 6 個質子和 6 個中子）質量的十 二分之一，其他原子的質量則與此一標準比較。在生物學中，原 子質量單位稱為道耳吞（dalton），藉以紀念道耳吞。
在 amu 的度量等級裡，每個質子或中子的質量約為 1 amu，因 為電子的質量過於微小，所以在原子質量的計算中，通常可以忽 略不計。表 3.8 歸納出原子中次原子粒子的資料。
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圖 3.13
圖 3.13 在原子內，質子和中子位於極小體積的原子核中
，它們相當於核的質量。電子則位於原子核的外圍，並 佔據了原子大部分的體積。
問：為什麼原子所在的空間大部分是空的？
P.89
第 3 章 原子和元素
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表 3.8 原子中的各種粒子
P.89
第 3 章 原子和元素
歐亞書局 P.89