高中化學課本鉀原子的質量問題

國立編譯館高中化學第三冊（民八十五年八月十一版）

第二頁
「由此可知鉀元素有³⁹K、⁴⁰K及⁴¹K三種同位素，鉀的原子量為：
38.9637*93.2518/100 + 39.964*0.0117/100 + 40.8618*6.7302/100 
= 39.0983(amu)」

可是我按計算機與用Excel跑出來的結果
38.9637*93.2518/100 + 39.964*0.0117/100 + 40.8618*6.7302/100 
= 39.0891(amu)
可以看到我算出來的鉀原子質量和課本的結果不一致

另外去查此網站，atomic mass = 39.0983 和課本寫得一樣。所以問題應該會是出在課本的質譜資料有問題，但沒有驗算就直接套答案上去

更加詳細的檢查如下
第二頁，圖9-1 鉀元素的質譜

• ³⁹K 38.9637amu 93.2518%
• ⁴⁰K 39.9640amu 0.0117%
• ⁴¹K 40.8618amu 6.7302%

第三頁，表9-1 三種基本粒子的特性

• 電子：5.485799*10^-4 (amu)
• 質子：1.007277 (amu)
• 中子：1.008665 (amu)

同一頁另外提到，設X表示某一元素符號，則一般標示法為：
$$ _Z^AX $$

• A＝質量數＝原子核內質子數與中子數之和
• Z＝原子序＝原子核電荷數＝原子核內質子數＝原子核外電子數
• A-Z＝原子核內中子數

查表可知鉀(K)的Z=19，令N=中子數，可以得到下面值：

• ³⁹K：Z=19, A=39, N=39-19=20
• ⁴⁰K：Z=19, A=40, N=40-19=21
• ⁴¹K：Z=19, A=41, N=41-19=22

排除電子質量小到可忽略，也就是說，鉀原子質量應該是：

• ³⁹K：1.007277*19 + 1.008665*20 ≈ 39.3116(amu)
• ⁴⁰K：1.007277*19 + 1.008665*21 ≈ 40.3202(amu)
• ⁴¹K：1.007277*19 + 1.008665*22 ≈ 41.3289(amu)

和課本上面的數值完全不一樣...。查尋一下，這質子與中子的質量應該沒寫錯，既然沒錯的話，那麼推估出來的鉀同位數質量應該是對的，代表課本給的數值有問題

另外，將我計算出來的質量，帶入課本上面的分率可得到
39.3116*93.2518/100 + 40.3202*0.0117/100 + 41.3289*6.7302/100 
= 39.4450 (amu)
這樣算出來也不會出現39.0983(amu)這個數值，而且相差得有點大，更加驗證了圖9-1的分率有很大的問題

結論：課本給的資料，不只原子質量有問題，甚至是分率都有問題。
            當所有高中生都用同一套教材，應該有人會發現這種問題吧？

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