核电荷数

　　基本概念

　　简介

　　核电荷数==质子数==核外电子数==原子序数（离子内则要去掉核外电子数）质子数+中子数==相对原子质量==质量数。

　　核电荷数的测定

　　1913年，莫斯莱（HenryMoseley）用不同元素作为产生x射线的靶子，测定其波长。他发现，每种元素能产生特征x射线，不同元素的特征x射线的波长不同。他从实验数据中总结出一个经验公式：

　　1=λa(Z-b)2

　　式中λ为特征x射线的波长，Z为原子序数，即元素在周期系中排列次序，a、b为常数。该式表明，λ倒数的平方根与原子序数成直线关系。

　　莫斯莱的研究成果

　　莫斯莱的研究成果揭示出，元素在周期系中的“位置”具有其内在根据，它是由元素的本性决定的，通过特征x射线波长的定量数值表现出来。这项成果确定了元素周期系的严格顺序，从氢到铀依次排列92种元素；同时解决了按原子量顺序排列的不协调问题，即揭开了元素排列顺序中原子量倒置之谜。例如，碲的序号为52，碘的序号为53，碲理应排在碘的前面。

　　发现历史

　　荷兰物理学家提出原子序数等于核电荷数

　　1913年，荷兰物理学家范登布洛夫提出，原子序数等于核电荷数。1920年，查德威克（J·chadwick）做了不同元素的α散射实验，测定核电荷，证明核电荷数等于原子序数。由此可以解释一系列问题。首先，解释了位移定则和同位素现象。元素放射出α粒子，由于核电荷数减少α，相应的，原子序数减少α，元素在周期系中向左位移两个位置；放射β粒子，核内一个中子转变成一个质子，放射出一个电子，核电荷数增加一个单位，元素在周期系中向右移一个位置。原子核电荷相同，在周期系中即处于同一个位置，不论其原子量是多少，这就是说，同一元素核电荷数相同，原子量不同。其次，核电荷数可以确定元素原子的电子数。第三，核电荷数等于原子序数，使后者得到了物理解释。

　　元素周期系中的“位置”由核电荷数决定的

　　核电荷数等于原子序数，使元素周期系中的“位置”获得了具体的物理意义；同时，它具体说明了“位置”是由什么决定的问题，即由核电荷数决定的。因此，元素可以被理解为具有相同核电荷数的原子形式，或者说是具有相同核电荷数的一类原子。

　　1919年，卢瑟福（E·Rutherford）用α粒子轰击氮，实现了人工核反应

　　放射性元素、非放射性元素都是可以转化的

　　由此证明，元素，无论是放射性元素还是非放射性元素都是可以转化的，前者可天然转化，后者可通过人工方式实现转化。以前那种认为元素是绝对不变的、不可转化的观点，最终被证明是没有根据的。

　　现代化学中的元素概念的演变，是在19世纪元素周期系的元素概念的基础上进行的，它表现为对周期系中“位置”的特征的肯定、确证、充实和发展的过程。在这个演变中，元素是在周期系中占据一定位置的原子形式，这是在19世纪确立的，它作为一个基础，是进一步演变的起点。天然放射性的发现没有动摇这个基础，相反，以元素天然转化性说明了这个基础的可靠性。同位素的发现进一步证明了这个基础的牢固性。原子序数、核电荷数及两者在数值上相等的发现，则进一步揭示了“位置”的本质，充实了它的内容。