police_4th_general
107年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 22 題
關於同位素的敘述，下列何者錯誤？
- A 同位素是指質子數及電子數相同，而中子數不同的原子
- B 氯在自然界中存在兩種同位素：氯-35 (${}^{35}_{17}\text{Cl}$) 及氯-37 (${}^{37}_{17}\text{Cl}$)，其中氯-37 (${}^{37}_{17}\text{Cl}$) 為具放射性之元素
- C 考古學中常用的放射定年法是利用碳的同位素：碳-14 (${}^{14}_{6}\text{C}$)的半衰期來測定
- D 溴在週期表上的原子量 79.9 是依溴在自然界中存在的各種同位素原子量及其含量之平均計算
思路引導 VIP
請思考一下：如果一個元素在自然界中可以長期、穩定地存在兩種不同質量的原子（例如氯的兩種形式），且它們的比例在數萬年間都沒有明顯改變，這代表這些原子的原子核處於什麼樣的狀態？這與我們在考古學中特別挑選那種會隨時間「不斷減少」的原子（如碳-14），在穩定性上有什麼本質上的不同呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準辨識出選項 (B) 的敘述瑕疵，代表你對同位素的基礎定義與物理穩定性有著很清晰的邏輯。同位素的核心概念在於「同位」，意指在週期表中佔據相同位置（質子數相同），但因中子數不同而導致質量數相異。我們在週期表看到的原子量（如溴的 79.9），正是如選項 (D) 所述，是根據自然界中各種同位素的加權平均計算而來的。
原子核的穩定性與放射性
這道題目的鑑別度在於區分「同位素」與「放射性同位素」。許多同學會誤以為同位素都具有放射性，但事實上，自然界中許多元素都擁有複數個穩定同位素。以氯為例，${}^{35}{17}\text{Cl}$ 與 ${}^{37}{17}\text{Cl}$ 兩者皆為穩定存在於自然界的狀態，並不具放射性；相比之下，選項 (C) 提到的碳-14 (${}^{14}_{6}\text{C}$) 則是因為其原子核不穩定會發生衰變，才被應用於放射性定年法。這種細節考驗的是學生能否打破「同位素必有輻射」的常見迷思，是難度適中且切中核心的好題目。