كيفية معرفة عدد البروتونات والنيوترونات والإلكترونات في النظائر

تأتي المادة بأحجام وأشكال وألوان مختلفة. ضع في اعتبارك الكلور ، أو غاز مصفر ، أو رصاص ، أو مادة صلبة سوداء رمادية ، أو زئبق ، وهو سائل فضي. ثلاثة عناصر مختلفة للغاية ، كل مادة مصنوعة من نوع واحد فقط من الذرات. ترجع الاختلافات في المادة إلى أصغر الاختلافات في التركيب الذري.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

افهم أن نظائر عنصر ما لها أعداد كتل مختلفة ولكن لها نفس عدد البروتونات. باستخدام الجدول الدوري ، أوجد العدد الذري للعنصر. العدد الذري يساوي عدد البروتونات. في ذرة متوازنة ، عدد الإلكترونات يساوي عدد البروتونات. في الذرة غير المتوازنة ، يساوي عدد الإلكترونات عدد البروتونات بالإضافة إلى عكس شحنة الأيون. احسب عدد النيوترونات بطرح العدد الذري من العدد الكتلي. إذا كان عدد كتلة نظير معين غير معروف ، فاستخدم الكتلة الذرية من الجدول الدوري ، مقربًا لأقرب عدد صحيح مطروحًا منه العدد الذري لإيجاد متوسط ​​عدد النيوترونات لـ جزء.

ثلاث جسيمات رئيسية تشكل كل ذرة. تتجمع البروتونات والنيوترونات في النواة في مركز الذرة. تشكل الإلكترونات سحابة تدور حول النواة. تشكل البروتونات والنيوترونات كتلة الذرات. تساهم الإلكترونات ، وهي صغيرة جدًا مقارنة بالبروتونات والنيوترونات ، بشكل ضئيل جدًا في الكتلة الكلية للذرات.

ذرات نفس العنصر لها نفس عدد البروتونات. تحتوي جميع ذرات النحاس على 29 بروتونًا. كل ذرات الهيليوم لها بروتونان. تحدث النظائر عندما يكون لذرات نفس العنصر كتل مختلفة. نظرًا لأن عدد البروتونات في عنصر ما لا يتغير ، فإن الاختلاف في الكتلة يحدث بسبب اختلاف أعداد النيوترونات. النحاس ، على سبيل المثال ، له نظيران ، النحاس -63 والنحاس -65. يحتوي النحاس -63 على 29 بروتونًا وعدد كتلته 63. يحتوي النحاس -65 على 29 بروتون وعدد كتلته 65. يحتوي الهيليوم على 2 بروتون ودائمًا ما يحتوي على عدد كتلي 4. نادرًا ما يشكل الهيليوم نظير الهيليوم -3 ، والذي لا يزال يحتوي على بروتونين ولكن عدد كتلته 3.

تُظهر إحدى طرق كتابة معادلة النظير اسم العنصر أو الرمز متبوعًا بالرقم الكتلي ، مثل الهيليوم -4 أو هي -4. يُظهر تعريف مختزل آخر للنظائر العدد الكتلي على هيئة حرف مرتفع والرقم الذري كرمز منخفض ، وكلاهما يظهر قبل الرمز الذري. على سبيل المثال، ⁴₂إنه يشير إلى نظير الهيليوم ذي الكتلة العدد 4.

يوفر ترتيب الجدول الدوري للعناصر معلومات أساسية لإيجاد عدد البروتونات والنيوترونات والإلكترونات في الذرات. يرتب الجدول الدوري الحديث العناصر في ترتيب البروتونات الخاصة بهم. العنصر الأول على الطاولة ، الهيدروجين ، له بروتون واحد. العنصر الأخير (على الأقل في الوقت الحالي) على الطاولة ، Oganesson أو Ununoctium ، يحتوي على 118 بروتونًا.

يحدد الرقم الذري في الجدول الدوري عدد البروتونات في أي ذرة من هذا العنصر. يحتوي النحاس ، العدد الذري 29 ، على 29 بروتونًا. إيجاد العدد الذري لعنصر ما يكشف عن عدد البروتونات.

يعتمد الفرق بين نظائر العنصر على عدد النيوترونات. لإيجاد عدد النيوترونات في نظير ، أوجد عدد كتلة النظير والعدد الذري. تم العثور على العدد الذري ، أو عدد البروتونات ، في الجدول الدوري. الكتلة الذرية ، الموجودة أيضًا في الجدول الدوري ، هي المتوسط ​​المرجح لجميع نظائر العنصر. إذا لم يتم تحديد أي نظير ، فيمكن تقريب الكتلة الذرية إلى أقرب عدد صحيح واستخدامها لإيجاد متوسط ​​عدد النيوترونات.

على سبيل المثال ، الكتلة الذرية للزئبق هي 200.592. يحتوي الزئبق على العديد من النظائر ذات الأعداد الكتلية التي تتراوح من 196 إلى 204. باستخدام متوسط ​​الكتلة الذرية ، احسب متوسط ​​عدد النيوترونات بتقريب الكتلة الذرية أولاً من 200.592 إلى 201. الآن ، اطرح عدد البروتونات ، 80 ، من الكتلة الذرية ، 201-80 ، لإيجاد متوسط ​​عدد النيوترونات ، 121.

إذا كان عدد كتلة النظير معروفًا ، فيمكن حساب العدد الفعلي للنيوترونات. استخدم نفس الصيغة ، العدد الكتلي مطروحًا منه العدد الذري ، لحساب عدد النيوترونات. في حالة الزئبق ، فإن النظير الأكثر شيوعًا هو الزئبق 202. استخدم المعادلة ، 202-80 = 122 ، لتجد أن الزئبق 202 يحتوي على 122 نيوترونًا.

ليس للنظير المحايد أي شحنة ، مما يعني أن الشحنات الموجبة والسالبة تتوازن في نظير محايد. في نظير محايد ، عدد الإلكترونات يساوي عدد البروتونات. مثل إيجاد عدد البروتونات ، يتطلب إيجاد عدد الإلكترونات في نظير متعادل إيجاد العدد الذري للعنصر.

في أيون ، نظير له شحنة موجبة أو سالبة ، لا يساوي عدد البروتونات عدد الإلكترونات. إذا كان عدد البروتونات يفوق عدد الإلكترونات ، يكون للنظير شحنة موجبة أكثر من الشحنات السالبة. بمعنى آخر ، يتجاوز عدد البروتونات عدد الإلكترون بنفس عدد الشحنة الموجبة. إذا تجاوز عدد الإلكترونات عدد البروتونات ، فإن شحنة الأيونات ستكون سالبة. لإيجاد عدد الإلكترونات ، أضف عكس عدم توازن الشحنة إلى عدد البروتونات.

على سبيل المثال ، إذا كان للنظير شحنة -3 ، كما هو الحال مع الفوسفور (العدد الذري 15) ، فإن عدد الإلكترونات أكبر بثلاثة من عدد البروتونات. يصبح حساب عدد الإلكترونات بعد ذلك 15 + (- 1) (- 3) أو 15 + 3 = 18 ، أو 18 إلكترونًا. إذا كان للنظير شحنة +2 ، كما هو الحال مع السترونشيوم (العدد الذري 38) ، فإن عدد الإلكترونات أقل من عدد البروتونات بمقدار اثنين. في هذه الحالة ، يصبح الحساب 38 + (- 1) (+ 2) = 38-2 = 36 ، وبالتالي فإن الأيون يحتوي على 36 إلكترونًا. يُظهر الاختزال المعتاد للأيونات عدم توازن الشحنة كخط مرتفع يتبع الرمز الذري. في مثال الفوسفور ، سيتم كتابة الأيون على شكل P.^-3.