111學測自然 第17題 詳解

質量數・同位素 · 多選 · 題目出處：111 學年度學科能力測驗 自然考科（大學入學考試中心）

答案(A)(E)看逐步解析 ↓

題目

圖 10 是某些元素（以代號 a～h 表示）其原子的質量數與質子數關係圖。根據此圖，下列敘述哪些正確？（應選 2 項）
(A) a 的原子半徑比 b 的原子半徑大
(B) d 與 e 為同位素
(C) c 的氧化物水溶液之鹼性比 d 的氧化物水溶液弱
(D) h 的價電子數比 f 多
(E) f 的中子數比 e 多

逐步解析

1. 1

   讀圖抓座標

   先看橫軸是質子數，縱軸是質量數。依題目驗證結果可讀出：$a(6,12)$、$b(9,19)$、$c(11,24)$、$d(15,32)$、$e(16,32)$、$f(16,34)$、$g(17,35)$、$h(20,40)$。判斷各選項時，先用質子數決定元素種類，再看質量數求中子數或同位素關係。
2. 2

   判斷 A、B

   (A) 正確。$a$ 的質子數是 $6$，是碳；$b$ 的質子數是 $9$，是氟。一般而言，同族元素原子半徑由上往下變大，但碳與氟同在第二週期，且碳在氟左側，原子半徑較大，因此 $a$ 的原子半徑比 $b$ 大。
   (B) 錯誤。$d$ 的質子數是 $15$，$e$ 的質子數是 $16$，質子數不同，所以不是同位素。同位素必須是「同元素、不同質量數」，也就是質子數相同才行。
3. 3

   判斷 C、D

   (C) 錯誤。$c$ 的質子數是 $11$，是鈉；$d$ 的質子數是 $15$，是磷。鈉的氧化物 $\mathrm{Na_2O}$ 遇水形成 $\mathrm{NaOH}$，呈強鹼性；磷的氧化物 $\mathrm{P_4O_{10}}$ 遇水形成酸，並非鹼性。題目敘述拿兩者水溶液比較「鹼性」，結論不成立。
   (D) 錯誤。$h$ 的質子數是 $20$，是鈣，價電子數為 $2$；$f$ 的質子數是 $16$，是硫，價電子數為 $6$。所以 $h$ 的價電子數比 $f$ 少，不是多。
4. 4

   判斷 E 與結論

   (E) 正確。中子數 $=$ 質量數 $-$ 質子數。$f$ 的中子數是 $34-16=18$，$e$ 的中子數是 $32-16=16$，所以 $f$ 的中子數比 $e$ 多。
   因此本題正確選項為 $(A)(E)$。

關鍵觀念：#原子結構 #同位素 #元素週期

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