題目
「人造合成元素」是指不存在於自然界中,只有透過人造方式才能得到的化學元素。
一般做法是將兩元素互相高速撞擊,有機率使兩元素的原子及中子重新組合,
而製造出原子序更大的元素。
已知科學家將 4820Ca(鈣) 高速撞擊 24998Cf(鉲),
成功製造出另一元素,則此元素的原子序最大可能為何?
- (A) 78
- (B) 118 ← 正確答案
- (C) 201
- (D) 297 ← 我選的
我的答案:(D) 297把左上角的「質量數」加起來了
正確答案:(B) 11820 + 98 = 118(左下角的原子序)
錯在哪裡
關鍵錯誤:加錯了角落的數字。
元素符號的兩個數字位置固定,意義完全不同:
質量數原子序元素符號 ← 上大下小
左上角 = 質量數(質子數 + 中子數,數字比較大)
左下角 = 原子序(質子數,數字比較小)
題目問的是「原子序」,所以要加左下角:
20 + 98 = 118
你算的 297 = 48 + 249,是把左上角的質量數加起來——
那是新元素的質量數(而且還要再扣掉撞擊時飛出的中子),不是原子序。
出題者把 297 放進選項,就是專門在等這個混淆。
題幹裡「製造出原子序更大的元素」「則此元素的原子序最大可能為何」
連續兩次強調原子序,正是提示。
正確解法
Step 1 讀懂兩個符號
| 元素 | 質量數(左上) | 原子序=質子數(左下) | 中子數 |
| Ca 鈣 | 48 | 20 | 48 − 20 = 28 |
| Cf 鉲 | 249 | 98 | 249 − 98 = 151 |
Step 2 原子序 = 質子數,而質子在撞擊中不會消失
兩顆原子核合併時,所有質子都會進到新的原子核裡:
新元素的原子序 = 20 + 98 = 118
答案 (B)。
Step 3 為什麼題目要說「最大可能」?
因為撞擊過程中可能會飛出幾個中子。
中子不帶電、不影響原子序,所以原子序最多就是 118,
不會再多(質子不會憑空生出來)。
但質量數會減少:
質量數 = 48 + 249 −(飛出的中子數)< 297
這正是為什麼 297 連當「質量數」都不夠精確。
Step 4 用選項反推檢查
| 選項 | 它其實是什麼 | 判斷 |
| (A) 78 | 98 − 20,兩個原子序相減 | ✗ 撞擊是合併不是相減 |
| (B) 118 | 20 + 98,兩個原子序相加 | ✓ |
| (C) 201 | 249 − 48,兩個質量數相減 | ✗ 角落錯、運算也錯 |
| (D) 297 | 48 + 249,兩個質量數相加 | ✗ 加錯角落 |
補充:原子序 118 的元素是 Og(鿫,Oganesson),
正是 2006 年用鈣撞擊鉲合成出來的,目前是週期表上最後一個元素。
要記住的觀念
- 符號位置口訣:「左上質量數、左下原子序」,上面的數字一定比較大。
看到題目問哪一個,就先在題目上把對應的角落圈起來再開始加。
- 三個關鍵等式:
原子序 = 質子數 =(中性原子的)電子數
質量數 = 質子數 + 中子數
中子數 = 質量數 − 原子序
- 原子序決定「是哪一種元素」。
質子數一改變,元素就變成別的元素了;中子數改變只是同位素,仍是同一元素。
- 核反應中「質子數」與「質量數」各自守恆。
兩邊的左下角總和要相等、左上角總和也要相等——
這是所有核反應計算題的通則(下一題的核分裂也用這條)。
- 中子不帶電,所以飛走中子不會改變原子序,只會改變質量數。
這就是題目說「最大可能」的原因。
- 素養題的長題幹裡,重複出現的詞就是關鍵詞。
本題「原子序」出現兩次,那就是題目在告訴你該用哪個數字。
類題自我檢測
已知 146C 與 126C 為碳的兩種同位素,下列敘述何者錯誤?
(A) 兩者的質子數皆為 6 (B) 146C 的中子數為 8
(C) 兩者的化學性質相似 (D) 146C 的原子序為 14
看解答
(D) 錯誤。146C 的原子序是 6(左下角),14 是質量數(左上角)。
這正是本題犯的同一個錯——看錯角落。
(A) ✓ 同位素的質子數必定相同(否則就不是同一元素)。
(B) ✓ 中子數 = 14 − 6 = 8。
(C) ✓ 化學性質由質子數(電子數)決定,同位素的化學性質幾乎相同,
差別只在質量與放射性。
我的原始作答
這題你的方法(把兩個數字加起來)完全正確,只是拿錯了要加的那組數字。
建議固定動作:看到 質量數原子序X 這種符號,
先在題目上把「題目問的那個角落」用筆圈起來,
再把兩個圈起來的數字寫到旁邊相加。
多這一個圈的動作,就能避免所有「加錯角落」的失分。
複習標記
看完這一頁順手標一下,紀錄會同步到總覽頁——
標「有把握」的會被劃掉,標「有疑問」的會被標成琥珀色,可以用「只看有疑問的」單獨叫出來。
再按一次同一顆按鈕就取消。紀錄存在這台裝置的瀏覽器裡。
還沒標記