Всяко атомно ядро, с изключение на водорода, съдържа както протони, така и неутрони. Ядрата са твърде малки, за да се видят, дори и с микроскоп, а нуклоните (което е общият термин за протони и неутрони) са още по-малки. Това позволява да се брои броят на неутроните, но учените все още знаят колко са в ядрата на всеки изотоп на всеки елемент. Откъде знаят? Те използват техники като мас спектрометрия за измерване на общата маса на атомите на даден елемент. След като разберат общата маса, останалото е лесно.
Общата маса на атома е сумата от всичките му протони, неутрони и електрони, но електроните са толкова леки, че за всички практически цели те нямат значение. Това означава, че масата на даден елемент е сбор от масите на неговите нуклони. Броят на протоните е еднакъв за всеки атом на определен елемент, а протоните и неутроните имат еднаква маса, така че всичко, което трябва трябва да извадите броя на протоните от атомната маса, измерена в атомни единици маса (amu), и оставате с броя на неутрони.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Атомната маса е равна на броя протони плюс броя на неутроните, така че ще намерите броя на неутрони чрез изваждане на броя на протоните (т.е. атомния номер) от атомната маса (в атомна маса единици). Закръглете атомната маса до най-близкото цяло число, за да намерите броя на неутроните в най-често срещания изотоп.
Използвайте периодичната таблица
Периодичната таблица изброява всички елементи чрез увеличаване на броя на протоните, така че мястото, което елемент заема в таблицата, автоматично ви казва колко протони са в ядрото му. Това е атомният номер на елемента и се показва точно под символа за елемента. До него е друго число, което е атомната маса. Това число винаги е по-голямо от атомното му число и често съдържа дроб, тъй като е средно от атомните маси на всички естествени изотопи на този елемент. Можете да го използвате, за да определите средния брой протони в ядрото на този елемент.
Процедурата не може да бъде по-проста. Закръглете атомната маса до най-близкото цяло число, след което извадете атомния номер на елемента от него. Разликата е равна на броя на неутроните.
Пример
1. Какъв е броят на неутроните, средно в ядрото на урана?
Уранът е 92-ият елемент в периодичната система, така че атомният му номер 92 и в ядрото му има 92 протона. Периодичната таблица изброява атомната маса като 238.039 amu. Закръглете атомната маса до 238, извадете атомното число и ще останете със 146 неутрона. Уранът има голям брой неутрони спрямо броя на протоните, поради което всички негови изотопи са радиоактивни.
Броят на неутроните в един изотоп
Броят на неутроните в ядрото на определен елемент може да варира и всяка версия на елемента с характерния му брой неутрони е известна като изотоп. Всички елементи освен 20 имат повече от един изотоп, а някои имат много. Калай (Sn) оглавява списъка с десет изотопа, последвани от ксенон (Xe) с девет.
Всеки изотоп на елемент се състои от цял брой протони и неутрони, така че неговата атомна маса е простата сума от тези нуклони. Атомната маса на един изотоп никога не е дробна. Учените имат два начина за обозначаване на изотоп. Като вземем за пример изотоп на въглерод, можете да го запишете като C-14 или 14° С. Числото е атомната маса. Извадете атомния номер на елемента от атомната маса на изотопа и резултатът е броят на неутроните в ядрото на този изотоп.
В случая на С-14 атомният номер на въглерода е 6, така че в ядрото трябва да има 8 неутрона. Това е с две повече от по-често срещания, балансиран изотоп, С-12. Допълнителната маса прави С-14 радиоактивен.