Зміст
- TL; DR (Занадто довго; Не читав)
- Використовуйте Періодичну таблицю
- Приклад
- Кількість нейтронів в ізотопі
Кожне атомне ядро, крім водню, містить і протони, і нейтрони. Ядра занадто малі, щоб їх можна було побачити навіть за допомогою мікроскопа, а нуклонів (що є загальним терміном для протонів та нейтронів) ще менше. Це дозволяє підрахувати кількість нейтронів, але вчені все ще знають, скільки в ядрах кожного ізотопу кожного елемента. Звідки вони знають? Вони використовують такі методи, як мас-спектрометрія для вимірювання загальної маси атомів певного елемента. Як тільки вони дізнаються загальну масу, решта легко.
Загальна маса атома - це сума всіх його протонів, нейтронів та електронів, але електрони настільки легкі, що для всіх практичних цілей вони не мають значення. Це означає, що маса елемента - це сума маси його нуклонів. Кількість протонів однакова для кожного атома певного елемента, а протони та нейтрони мають однакову масу, тому все, що вам потрібно зробити, - відняти кількість протонів від маси атома, виміряну в атомних одиницях маси (amu), і вам залишилося кількість нейтронів.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Маса атома дорівнює кількості протонів плюс кількості нейтронів, тому ви знаходите кількість нейтронів, віднімаючи число протонів (тобто атомне число) від атомної маси (в атомних одиницях маси). Округлете атомну масу до найближчого цілого числа, щоб знайти кількість нейтронів у найпоширенішому ізотопі.
Використовуйте Періодичну таблицю
Періодична таблиця перераховує всі елементи за рахунок збільшення кількості протонів, тому місце, яке елемент займає в таблиці, автоматично повідомляє вам, скільки протонів знаходиться в його ядрі. Це атомний номер елемента і його відображається прямо під символом для елемента. Поруч із ним ще одне число, яке є атомною масою. Це число завжди більше, ніж його атомне число, і часто містить дріб, тому що це середнє значення атомних мас усіх природних ізотопів цього елемента. Ви можете використовувати його для визначення середньої кількості протонів у ядрі цього елемента.
Процедура не могла бути простішою. Округлить атомну масу до найближчого цілого числа, а потім відніміть з неї атомний номер елемента. Різниця дорівнює кількості нейтронів.
Приклад
1. Яка кількість нейтронів у середньому в ядрі урану?
Уран - це 92-й елемент періодичної таблиці, тому його атомний номер 92 і в його ядрі 92 протони. Періодична таблиця перераховує атомну масу як 238,039 аму. Закруглете атомну масу до 238, відніміть атомне число, і вам залишилося 146 нейтронів. Уран має велику кількість нейтронів відносно кількості протонів, саме тому всі його ізотопи є радіоактивними.
Кількість нейтронів в ізотопі
Кількість нейтронів у ядрі певного елемента може змінюватися, і кожна версія елемента з його характерною кількістю нейтронів відома як ізотоп. Усі, крім 20 елементів, мають більше одного ізотопу, а деякі - багато. Олово (Sn) очолює список з десятьма ізотопами, а потім ксеноном (Xe) з дев'ятьма.
Кожен ізотоп елемента складається з цілої кількості протонів та нейтронів, тому його атомна маса є простою сумою цих нуклонів. Атомна маса для ізотопу ніколи не є дробовою. Вчені мають два способи позначення ізотопу. Взявши за приклад ізотоп вуглецю, ви можете записати його як С-14 або 14C. Число - атомна маса. Відняти атомне число елемента від атомної маси ізотопу, і результат - кількість нейтронів у ядрі цього ізотопу.
У випадку С-14 атомне число вуглецю дорівнює 6, тому в ядрі повинно бути 8 нейтронів. Це на два більше, ніж звичайний, збалансований ізотоп, С-12. Додаткова маса робить С-14 радіоактивним.