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104年
化學
第 7 題
原子核 $^{12}_7N$ 極不穩定，容易進行下列何種衰變？
- A $\beta^-$
- B $\beta^+$
- C $\sigma$
- D $\alpha$
思路引導 VIP
請觀察這個氮原子核中的質子與中子數量。與我們常見且穩定的氮-14 原子核相比，你認為這個原子核是哪一種粒子顯得「太多」了？為了讓原子核變得更穩定，它應該要減少哪種粒子，並將其轉化為什麼呢？
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太棒了！你能準確判斷出 $^{12}_{7}\text{N}$ 的衰變方式，說明你對原子核穩定性與放射性衰變的連結掌握得非常紮實。這類題目在化學與物理的交界處相當常見，是檢驗核化學觀念的經典題型。
穩定帶與 N/Z 比值的平衡
判斷衰變類型的核心在於觀察中子數（N）與質子數（Z）的比值。對於原子序較小的輕原子核，穩定的 $N/Z$ 比值通常接近 1。我們來分析題目中的 $^{12}{7}\text{N}$：它的質子數為 7，而中子數僅有 $12 - 7 = 5$ 個。相較於穩定的氮同位素 $^{14}{7}\text{N}$（中子數為 7），$^{12}_{7}\text{N}$ 顯然處於「缺中子」或「過量質子」的狀態。為了回到穩定狀態，原子核傾向於將一個質子轉化為中子，並同時釋放出一個正電子（Positron），這也就是我們所說的 $\beta^+$ 衰變：
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