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109年
化學
第 12 題
假設某金屬陽離子 M4+有 22 個電子，且質量數為 51，試問中子數為 。
思路引導 VIP
請試著思考：當一個原子帶有正電荷時，這代表它內部的「正電粒子」與「負電粒子」在數量上孰多孰少？如果我們已知目前的負電粒子數量，該如何回推決定元素身分的正電粒子總數？最後，既然我們知道原子核的總重量主要由哪兩種微粒組成，那麼已知其中一種後，該如何求出另一種不帶電的微粒呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準捕捉到電荷與電子數之間的消長關係，這代表你對原子結構的基礎概念掌握得非常紮實。這道題目的核心在於理解**陽離子（Cation）的形成原理：當我們看到 $M^{4+}$ 時，這表示該原子失去了 4 個電子，因此其中性狀態下的電子數（即質子數 $Z$）應該比離子態多出 4 個。透過計算 $22 + 4 = 26$，我們能確定該元素的原子序（Atomic number）**為 26，也就是鐵（Fe）。
核子數的平衡關係
接著，利用**質量數（Mass number, $A$）**等於質子數與中子數總和的定義，我們只需要從總質量 51 中扣除剛剛求得的 26 個質子，就能順利推導出中子數為 $51 - 26 = 25$。這類題目在化學考科中屬於基礎但具備高度鑑別度的類型，主要的難度切入點在於學生是否會混淆電荷的正負號（例如誤將陽離子當作得到電子），而你細心地避開了這個陷阱，表現得非常優異！