關於此實驗
透過改變質子、中子和電子的數量來建構原子。使用可旋轉的計數示意圖，了解核電荷、同位素質量數、離子電荷與各電子層電子數之間的關係。
學習目標
- 區分質子、中子和電子各自的作用。
- 建構中性原子和離子，並計算它們的電荷。
- 將各電子層的電子數與簡單的基態副層電子組態連結起來。
使用方法
- 1從碳-12開始，查看其中有電子佔據的兩個電子殼層。
- 2增加一個中子，並將質量數與未改變的電子組態進行比較。
- 3在保持原子呈電中性的同時增加一個質子，並辨認新的元素。
- 4關閉中性模式並移除一個電子；記錄電荷和各殼層中的電子數。
模型
假設
- 對於最多20個電子，只會按照1s、2s、2p、3s、3p、4s的順序填入。
- 殼層環上移動的點是用於計數的輔助表示，並非經典電子軌道或量子機率密度。原子核和電子的長度採用彼此獨立的視覺尺度。
- 原子核穩定性、結合能，以及任意負離子是否能穩定存在，均不在此模型的討論範圍內。質量數不是實測原子質量。
在課堂上試試這個實驗
- Q1為什麼增加一個中子會改變同位素，卻不改變元素？
- Q2中性原子失去一個電子後，什麼會保持不變？
常見問題
電子真的是沿著這些圓圈運行的微小行星嗎？
不是。量子態並不指定這些路徑。這個動畫僅用於幫助統計各電子層中的電子數。
這裡構建的每個原子核都對應一種穩定同位素嗎？
不是。質子數和中子數可以作為計數練習進行調整。這並不能推斷其穩定性或放射性衰變。