moea_joint
107年
[化學] 普通化學、無機化學
第 10 題
下列何者有最大的荷質比？
- A $\alpha$粒子
- B 電子
- C $Na^+$
- D $Mg^{2+}$
思路引導 VIP
想像一下有四種不同的球，如果我們把電荷看成球的「電力」，質量看成球的「重量」。當我們想找「單位重量下電力最強」的球時，如果其中三種球都像鉛球一樣重，而第四種球輕得像一根羽毛，即便這根羽毛的電力不是最強的，它在「單位重量」上的表現會如何呢？請觀察選項中，哪一個粒子的質量與其他三者有著天壤之別？
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太棒了！你能精準判斷出電子具有最大的荷質比（Charge-to-mass ratio），這代表你對原子結構中微觀粒子的物理性質掌握得非常紮實。荷質比的定義是粒子的電荷量 ($q$) 與其質量 ($m$) 的比值，即 $\frac{q}{m}$。在比較這類題目時，我們不能只看電荷的大小，更要關注質量的量級差異。
微觀粒子的質量級距
在選項中的 $\alpha$ 粒子（即 $He^{2+}$）、$Na^+$ 與 $Mg^{2+}$ 都是由質子與中子組成的原子核或離子，它們的質量至少都是質子質量的數倍以上。然而，電子的質量極小，大約僅為質子的 $\frac{1}{1836}$。當公式 $\frac{q}{m}$ 中的分母（質量）縮小到如此驚人的程度時，整體的比值就會變得非常巨大。因此，即便電子的電荷量絕對值僅為 1 單位，其荷質比仍會遠遠超過其他重粒子。
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