還記得嗎? 在之前的影片中, 我們學到了原子當中的電子、質子、中子的發現過程與特性。 原子即是由上述提到的電子、質子、中子所組成。 英國詩人威廉.布萊克 曾寫下一句話:「一砂一世界,一花一天堂」, 這句話的意思是說, 從一粒砂就能看到宇宙的奧妙, 世間上的萬物都能以小見大而發現一些道理。 其實啊, 如果我們仔細的觀察原子的內部結構, 也可以發現裡面的構造與宇宙運行的原理非常相似喔! 原子的內部是由怎麼樣的結構所組成的呢? 原子是由帶正電的原子核與帶負電的電子所組成, 而原子核的內部則是由帶正電的質子與電中性的中子組成。 其中每一個質子與電子的電量相同, 約為1.6乘10的負19次方庫侖。 但是要注意的是每一個質子與中子的質量相近, 約為1.67乘10的負27次方克, 但是電子的質量卻只有9.11乘10的負28次方克, 是質子的1840分之1。 由此可見, 一個原子的主要質量集中於原子核中。 根據拉塞福的原子模型, 原子核位於原子的中心, 電子則是以原子核為中心不斷旋轉。 你看是不是與行星繞著太陽運轉的模式非常相近呢? 神奇的事情發生了, 質量遠小於原子核的電子在核外運動的範圍, 卻佔據了原子的大部分空間。 因此,想要深入瞭解原子的細部結構, 就必須瞭解電子的排列方式。 那麼,原子中的電子又是如何分布的呢? 電子的分布具有一定的模式。 如果我們把原子剖開, 可以發現其中的電子由內向外分布成幾個殼層, 依照順序為第一、二、三、四……殼層, 分別稱為K、L、M、N……殼層。 第一殼層表示電子距離原子核最近, 能量最低也越安定; 越外面的殼層, 電子距離原子核越遠, 能量越高也越不穩定。 這些殼層都具有特定的能量, 彼此之間不連續就像階梯一樣, 因此我們稱為能階。 電子必須依照能量低到高的順序, 從K到L到M到N填入各個能階, 等較低的殼層填滿後才能再填入下一個殼層。 每一層能容納的電子數目也不相同, 第n層最多只能容納2n平方個電子。 在原子的電子排列中, 我們將最外面的殼層稱為價殼層, 價殼層中的電子則稱為價電子。 為了更簡易的說明價電子的概念, 美國科學家路易斯提出了電子點式的概念, 電子點式要如何使用呢? 路易斯提出了一個能夠簡易的描述元素價電子數的方法, 我們把它稱為路易斯電子點符號, 也就是電子點式。 它是以元素符號作為中心, 在符號的四周加上相當於該元素價電子數量的圓點。 我們以氧原子為例, 先來觀察它的電子排列情況吧! 氧的最外面的殼層一共有6個電子, 如果要把它轉換成電子點式的話, 首先我們先畫出代表氧原子的O, 接下來, 因為氧的價電子數目為6, 因此根據路易斯的想法, 總共要在O的周圍畫上6個電子喔! 所以現在氧原子的周圍一共有兩對成對的電子, 以及兩顆未成對的電子! 至於為什麼要區分「成對電子」與「未成對電子」呢? 在後面介紹路易斯結構式以及化學鍵的內容時, 會再詳細介紹喔! 既然我們知道氧原子的電子點式是怎麼畫的, 那我們就來看看其他原子的電子點式是怎麼樣呈現的! 我們來複習一下今天學到的內容吧! 原子是由電子、質子、中子所組成, 質子與中子存在原子核中, 使原子核帶正電, 原子的大部分質量也集中於原子核, 而帶負電的電子則環繞著原子核運動, 就像是行星繞著太陽運轉。 原子中的電子會分布成數個殼層, 越外層能量越高, 最外面的殼層稱為價殼層, 裡面的電子稱為價電子。 路易斯提出了電子點式的概念, 透過在元素符號周圍的電子點, 來更簡易的表明價電子的個數。 我們在今天的影片中提到了價電子的概念。 其實透過原子中價電子的排列可以推測出元素的化學性質, 進而瞭解元素週期表的規律性。 價電子與元素週期表有什麼關係呢? 我們現今使用的元素週期表又是怎麼發展而來的? 這些內容都會在下一部影片中介紹喔! 接下來是想一想時間。 我們在影片中提到原子的內部結構 與行星繞太陽旋轉的模式十分相似。 在微觀的世界中, 我們似乎難以再從原子結構之下繼續探索, 但是我們同樣對已知宇宙的邊界以外缺乏足夠的認識。 電子繞著原子核旋轉, 行星繞著太陽旋轉, 你覺得我們身處的宇宙 有沒有可能是更高級宇宙組成的一部分呢? 歡迎在下面留言告訴我們你的想法喔! 下次再見囉!