原子变化发生在原子核周围的电子上。核变化发生在原子核内部，也就是质子和中子所在的地方。考题常用文字描述一个事件，要你判断属于哪一类，再据此回答关于元素、电荷或辐射的问题。
这是原子与原子核模型的第一项技能，之后每一课都依赖它。
这个模型中的原子是什么样的？
中心有一个小而致密的原子核，里面有质子（带正电）和中子（不带电）。电子（带负电）在外围运动。在原子中电子数等于质子数，所以原子呈电中性。
有两个数描述原子核。质子数 Z 是质子的个数，它决定元素。
核子数 A 是质子加中子。中子数 = A − Z。
以碳-14 为例。Z = 6，A = 14，所以中子数是 14 − 6 = 8。
怎样区分这两类变化？
对任何事件问两个问题。
- 质子数变了吗？ 如果变了，就是核变化，并且形成了新元素。
- 只有电子变了吗？ 如果是，就是原子变化，元素不变。
| 事件 | 发生在哪里 | 什么改变了 |
|---|---|---|
| 电子跃迁到更高能级 | 原子 | 电子能量；原子被激发 |
| 中性原子失去一个电子 | 原子 | 变成正离子；元素不变 |
| 不稳定的原子核放出 α 粒子 | 原子核 | Z 和 A 都变；新元素 |
| 原子核中一个中子变成质子，并放出 β 粒子 | 原子核 | Z 增加 1；新元素 |
| 原子核放出 γ 辐射 | 原子核 | 能量离开原子核；Z 和 A 不变 |
核变化不受加热、压力或原子与什么化学物质结合的影响。所以放射性衰变不能用普通方法开启或关闭。
例题
钠原子的 Z = 11，A = 23。判断每个事件属于哪一类变化，并说出之后的元素。
事件 1： 原子失去一个电子。
质子数仍是 11，所以仍是钠。现在有 10 个电子和 11 个质子，电荷为 +1。这是原子变化，结果是钠离子。
事件 2： 另一种原子，氡-222（Z = 86）的原子核放出一个 α 粒子。
原子核失去 2 个质子，Z 变成 84，形成新元素（钋）。这是核变化。
事件 3： 钠原子中的一个电子吸收能量，跃迁到更高能级。
Z 不变，只有电子能量改变。这是原子变化，原子处于激发态，不是新元素。
要留意的错误
错误答案： “钠原子失去电子后变成了另一种元素，因为它已经改变了。”
这个错误把任何变化都当成能产生新元素。失去电子改变的是电荷，不是质子数。
元素只由质子数决定。正确答案应写出这是带 +1 电荷的钠离子，元素没有改变。
也会出现相反的错误：写成 α 放射“只是让原子带正电”。它改变的是原子核和元素，原子的电荷是另一回事。
自我检测
1. 氯原子得到一个电子。是原子变化还是核变化？元素会变吗？
显示答案
原子变化，因为只有电子改变。质子数不变，所以元素仍是氯。它变成电荷为 −1 的负离子。
2. 某原子核 Z = 27，A = 60。它有多少个中子？之后它只放出 γ 辐射，Z 和 A 变成多少？
显示答案
中子数 = 60 − 27 = 33。放出 γ 只带走能量，所以 Z = 27、A = 60 不变。这是核变化，但元素不变。
3. 为什么加热放射性样品不能让它衰变得更快？
显示答案
衰变是原子核内的变化，不受加热影响。加热主要改变的是原子及其电子的运动和相互作用。
接下来学什么
你能判断变化属于哪一类之后，下一项技能是配平简单的核反应方程。然后可以用综合练习检验整个课题。
有些同学听得懂，但答题时常把“原子”和“原子核”混着用。我们的老师可以在线上一对一物理补习中及早发现并纠正这个习惯。