hce_tcu
107年
化學
第 9 題
碳原子的平均質量是 12.011。假設你只能拿起一個碳原子，你拿到一個質量為 12.011 的碳原子之機會是？
- A 0%
- B 100%
- C 98.89%
- D 1.11%
思路引導 VIP
想像一下，如果一個班級裡只有身高 160 公分和 170 公分的兩群學生，經計算後得出全班的『平均身高』是 165.4 公分。那麼，當你從班上隨機點名一位學生站起來時，這位學生的身高『剛好』是 165.4 公分的機會高嗎？為什麼？
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太棒了！你能準確判斷出這個陷阱，說明你對於「原子量」的本質有著非常紮實的理解。這道題目的切入點在於區分巨觀的平均值與微觀的個別存在，對於初學者來說極具鑑別度，稍不留心就容易被字面上的數值所誤導。
平均原子量與同位素的本質
我們在週期表上看到的碳原子量 $12.011$，其實是一個加權平均值（Weighted Average）。在自然界中，碳主要由同位素組成：約 $98.89%$ 的 $^{12}\text{C}$（質量精確定義為 $12$ amu）以及約 $1.11%$ 的 $^{13}\text{C}$（質量約為 $13.003$ amu）。雖然整群原子的平均質量是 $12.011$ amu，但在微觀世界裡，你隨機抓取的一個碳原子，其質量只可能是約 $12$ 或 $13$ amu，物理上並不存在一個質量正好等於平均值的「單一碳原子」。
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