تحتوي كل نواة ذرية ، باستثناء الهيدروجين ، على كل من البروتونات والنيوترونات. النوى صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها ، حتى مع وجود مجهر ، كما أن النيوكليونات (وهو المصطلح العام للبروتونات والنيوترونات) أصغر أيضًا. يتيح ذلك حساب عدد النيوترونات ، ومع ذلك لا يزال العلماء يعرفون عدد نوى كل نظير لكل عنصر. كيف يعرفون؟ يستخدمون تقنيات مثل مقياس الطيف الكتلي لقياس الكتلة الكلية لذرات عنصر معين. بمجرد معرفة الكتلة الكلية ، يصبح الباقي سهلاً.
الكتلة الكلية للذرة هي مجموع كل البروتونات والنيوترونات والإلكترونات الخاصة بها ، لكن الإلكترونات خفيفة جدًا لدرجة أنها ، لجميع الأغراض العملية ، غير مهمة. هذا يعني أن كتلة العنصر هي مجموع كتل نيوكليوناته. عدد البروتونات هو نفسه لكل ذرة من عنصر معين ، والبروتونات والنيوترونات لها نفس الكتلة ، لذلك كل ما عليك do هو طرح عدد البروتونات من الكتلة الذرية ، مقاسة بوحدات الكتلة الذرية (amu) ، ويتبقى لديك عدد النيوترونات.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
الكتلة الذرية تساوي عدد البروتونات بالإضافة إلى عدد النيوترونات ، لذا يمكنك إيجاد عدد النيوترونات بطرح عدد البروتونات (أي العدد الذري) من الكتلة الذرية (بالكتلة الذرية الوحدات). قرب الكتلة الذرية لأقرب عدد صحيح لإيجاد عدد النيوترونات في النظير الأكثر شيوعًا.
استخدم الجدول الدوري
يسرد الجدول الدوري جميع العناصر عن طريق زيادة عدد البروتونات ، وبالتالي فإن المكان الذي يشغله عنصر في الجدول يخبرك تلقائيًا بعدد البروتونات الموجودة في نواته. هذا هو الرقم الذري للعنصر ، ويتم عرضه أسفل رمز العنصر مباشرةً. بجانبه رقم آخر ، وهو الكتلة الذرية. هذا الرقم دائمًا أكبر من الرقم الذري وغالبًا ما يحتوي على كسر ، لأنه متوسط الكتلة الذرية لجميع النظائر الموجودة بشكل طبيعي لهذا العنصر. يمكنك استخدامه لتحديد متوسط عدد البروتونات في نواة هذا العنصر.
لا يمكن أن يكون الإجراء أبسط. قرب الكتلة الذرية لأقرب عدد صحيح ، ثم اطرح منها العدد الذري للعنصر. الفرق يساوي عدد النيوترونات.
مثال
1. ما هو متوسط عدد النيوترونات في نواة اليورانيوم؟
اليورانيوم هو العنصر 92 في الجدول الدوري ، لذا فإن العدد الذري 92 وله 92 بروتونًا في نواته. يسرد الجدول الدوري الكتلة الذرية كـ 238.039 amu. قرب الكتلة الذرية إلى 238 ، اطرح العدد الذري ، ويتبقى لديك 146 نيوترونًا. يحتوي اليورانيوم على عدد كبير من النيوترونات بالنسبة لعدد البروتونات ، وهذا هو السبب في أن جميع نظائره مشعة.
عدد النيوترونات في النظائر المشعة
يمكن أن يختلف عدد النيوترونات في نواة عنصر معين ، وتعرف كل نسخة من العنصر برقمها المميز من النيوترونات بالنظير. تحتوي جميع العناصر باستثناء 20 عنصرًا على أكثر من نظير واحد ، وبعضها يحتوي على العديد من النظائر. يتصدر Tin (Sn) القائمة بعشرة نظائر متبوعة بـ xenon (Xe) بتسعة.
يتكون كل نظير لعنصر من عدد كامل من البروتونات والنيوترونات ، لذا فإن كتلته الذرية هي مجموع بسيط لتلك النيوكليونات. لا تكون الكتلة الذرية للنظير كسرية أبدًا. العلماء لديهم طريقتان للدلالة على النظير. بأخذ نظير الكربون كمثال ، يمكنك كتابته كـ C-14 أو 14ج. الرقم هو الكتلة الذرية. اطرح العدد الذري للعنصر من الكتلة الذرية للنظير ، والنتيجة هي عدد النيوترونات في نواة هذا النظير.
في حالة C-14 ، العدد الذري للكربون هو 6 ، لذلك يجب أن يكون هناك 8 نيوترونات في النواة. هذا أكثر مرتين من النظير الأكثر شيوعًا والمتوازن ، C-12. الكتلة الزائدة تجعل C-14 مشعة.