化學

有效核電荷

2011/05/31
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有效核電荷 (Effective Nuclear Charge)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

有效核電荷 (Effective Nuclear Charge or Apparent nuclear charge)：在一個原子中的任一顆電子（經常是指最外層的價電子），其所實際受到原子核所帶有的正電荷的作用力的大小。

根據原子理論，原子核所帶有的正電荷等於原子核內質子數總和，原子內電子的數目等於質子的數目。當原子序增加，質子數增加，電子受到的原子核內的正電荷吸引力應該同步增加，但是實驗發現，外層電子受到的原子核吸引力並沒有隨質子數的增加變大，這是因為外層電子與原子核之間還經常會有內層電子，內層電子與外層電子會有同帶負電而產生的排斥力，這個斥力與原子核給予的引力抵銷，降低了原子核的正電荷對外層電子的影響力。

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陽極

2011/05/31
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陽極 (Anode)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

陽極 (Anode)，是在一對電極當中發生氧化半反應的電極。與其相對的是陰極 (Cathode)；在陰極則會發生還原半反應。在電化電池 (Electrochemical cell)中進行的電化學反應發生在電極與溶液的界面，反應的發生來自於電子的流動。

圖一、電化電池與陰陽兩極的反應 http://www.saskschools.ca/curr_c … _redox/redox2_2.htm

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合金鋼

2011/05/31
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合金鋼 (Alloy Steel)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

合金鋼 (Alloy Steel)，是指一系列以鋼(Steel)為主要成分的合金。在鋼中加入不同比率的各種不同金屬，藉以改變鋼的各種機械性能。合金鋼可視為取代合金 (Substitutional alloy)與填隙式合金或插入式合金 (Interstitial alloy)的混合；添加金屬與鐵形成取代合金，碳和鐵的組合為填隙式合金。

在合金鋼當中，一般而言加入少於5 %的其他金屬是為了提高鋼的強度與淬透性；加上超過5 %的其他金屬，則一般用於特殊用途，或者是為了耐腐蝕、極端的耐高溫性質等等。表一為鋼混合不同比例金屬後的性質變化。

表一

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起雲劑 vs. 塑化劑

2011/05/31
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起雲劑是合法的複方食品添加物。通常使用天然的萜類(terpenes)[1]、三酸甘油酯類(triglycerides)、無味的植物油類、如阿拉伯油、菜籽油(canola oil)等。目的是增加飲品的不透明度與粘稠性質。可能這樣飲料看起來會有像似新榨果汁的濃郁鮮醇的視覺。 起雲劑所用的是其乳化(emulsion)或分散(dispersion)的性質[2]。乳化作用本來是使不同屬性的液體能攪和的均勻，譬如將油水混合成膏狀的食品，像是冰淇淋、美乃滋、沙拉醬、鮮奶等。萜類或油脂類化合物有樹膠、樹脂的特質，化性穩定，高低溫皆宜，正適合用來增添果汁的鮮濃視覺感，加上合適的色素後，正是柑橘類果汁飲品的絕佳添加物。劑量控制在0.25~1.0%的範圍，甚至無需報備審核。 乳化與分散都是混合不同物質相(physical phases)的常用技術，正是界面活性劑(surfactants)的一環。界面活性劑的相關技術是化工業的看家本領之一，食品業用，塑料業也用。只要產品需要調和不同類的物料，都有機會用到。技術原理雖相同相似，不同行業使用的劑料卻是天壤之別。與健康有關的，當然要嚴格把關。
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化學教室活動：製作巴克球的串珠模型 – III

2011/05/30
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化學教室活動：製作巴克球的串珠模型 (Making Beaded Buckyball Model)〔III〕
國立臺中第一高級中學化學科薛朋雨老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

請按此連結，參閱「學生講義之一」和「學生講義之二」

 
製作前講解

教師手冊 (Teacher’s Guide)

此活動的教學投影片包含製作C20和C60的串珠模型。

附件一（製作C20串珠模型）： C20 Classroom Activity PowerPoint.pdf (1.19 MB)
附件二（製作C60串珠模型）：C60 Classroom Activity PowerPoint.pdf (1.13 MB)

動畫和影片

● 觀賞動畫影片，請按此連結：C60 Fullerene and Carbon Nanotube Interaction, YouTube.

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化學教室活動：製作巴克球的串珠模型 – II

2011/05/30
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化學教室活動：製作巴克球的串珠模型 (Making Beaded Buckyball Model)〔II〕
國立臺中第一高級中學化學科薛朋雨老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯


學生講義二 (Student Handout II)

請按此連結，參閱「學生講義之一」

● 製作C60的詳細步驟

C60的四分層串珠數目之分析圖，如圖十三所示。

圖十三 C60的四分層之分析圖（圖片來源：Slides for making a beaded C60, http://thebeadedmolecules.blogsp … ing-beaded-c60.html）

第1步：右線加珠5顆 → 左線交叉第5顆珠成環 → 形成第一個五邊形（亦即五圓環的五個鍵結），如圖十四所示。

圖十四  形成第一個五邊形

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化學教室活動：製作巴克球的串珠模型 – I

2011/05/30
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化學教室活動：製作巴克球的串珠模型 (Making Beaded Buckyball Model)〔I〕
國立臺中第一高級中學化學科薛朋雨老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯


學生講義之一 (Student Handout I)

活動介紹

本活動的目的為利用串珠製作分子模型來瞭解巴克球C20和C60的化學立體結構。

● 富勒烯與巴克球

富勒烯（Fullerenes）是完全由碳組成的中空的球型、橢圓型、柱型或管狀分子的總稱。球狀的富勒烯也被稱為巴克球，類似於用於足球協會的足球，如圖一所示。圓柱狀的富勒烯被稱為碳納米管（carbon nanotubes）或巴克管（buckytubes）。富勒烯在結構上類似石墨，它是由堆疊石墨片連結成六角環，但它們可能還包含五邊形（有時七邊形）環。富勒烯是繼金剛石和石墨之後，於1985年發現的碳元素的第三種晶體形態。碳60（C60）和碳70（C70）是較常見的兩種巴克球，也是目前技術上能夠量產的富勒烯。

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化學實驗室實驗：結晶水的測定 – III

2011/05/30
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化學實驗室實驗：結晶水的測定 (Determination of the Water of Crystallization)〔III〕
國立臺中第一高級中學化學科楊勝凱老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

連結：結晶水的測定 – II

教師手冊 (Teacher’s Guide)

化學示範

1. 教師準備含結晶水的硫酸銅晶體（CuSO4•5H2O），展示讓學生知道為藍色晶體，如圖一所示。

圖一 含結晶水的硫酸銅晶體呈藍色。

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化學實驗室實驗：結晶水的測定 – II

2011/05/30
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化學實驗室實驗：結晶水的測定 (Determination of the Water of Crystallization)〔II〕
國立臺中第一高級中學化學科楊勝凱老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

連結：結晶水的測定 – I

學生講義之二 (Student Handout II)

實驗記錄

莫耳質量：Na2S2O3：158.108 g/mol，Na2S2O3•5H2O：248.17 g/mol，KI：166.003 g/mol，Cu：63.546 g/mol，CuSO4：159.62 g/mol，H2O：18.015 g/mol。

A. 標定硫代硫酸鈉溶液

KIO3標準液的濃度：         M（由老師公佈該數值）

表一  標定硫代硫酸鈉溶液的數據

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化學實驗室實驗：結晶水的測定 – I

2011/05/30
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化學實驗室實驗：結晶水的測定 (Determination of the Water of Crystallization)〔I〕
國立臺中第一高級中學化學科楊勝凱老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯


學生講義之一 (Student Handout I)

化學示範

1. 教師準備含結晶水的硫酸銅晶體，展示讓學生知道為藍色晶體。
2. 放置該晶體於蒸發皿中，並且以表玻璃覆蓋，用酒精燈加熱之。
3. 讓學生觀察到硫酸銅晶體釋放出水蒸氣，並且凝結於表玻璃上，呈現霧狀；最後藍色晶體會變成白色晶體，此即為無水硫酸銅晶體。

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