Každé atomové jádro, kromě vodíku, obsahuje protony i neutrony. Jádra jsou příliš malá na to, aby je bylo možné vidět, dokonce i pod mikroskopem, a nukleony (což je obecný termín pro protony a neutrony) jsou ještě menší. To umožňuje počítat počet neutronů, přesto vědci stále vědí, kolik jich je v jádrech každého izotopu každého prvku. Jak to vědí? K měření celkové hmotnosti atomů konkrétního prvku používají techniky, jako je hmotnostní spektrometrie. Jakmile vědí celkovou hmotnost, zbytek je snadný.
Celková hmotnost atomu je součtem všech jeho protonů, neutronů a elektronů, ale elektrony jsou tak lehké, že na nich z praktických důvodů nezáleží. To znamená, že hmotnost prvku je součtem hmotností jeho nukleonů. Počet protonů je stejný pro každý atom určitého prvku a protony a neutrony mají stejnou hmotnost, takže vše, co musíte do odečteme počet protonů od atomové hmotnosti, měřeno v jednotkách atomové hmotnosti (amu), a zůstane ti počet neutrony.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Atomová hmotnost se rovná počtu protonů plus počtu neutronů, takže najdete počet neutrony odečtením počtu protonů (tj. atomové číslo) od atomové hmotnosti (v atomové hmotnosti Jednotky). Zaokrouhlete atomovou hmotnost na nejbližší celé číslo, abyste zjistili počet neutronů v nejběžnějším izotopu.
Použijte Periodickou tabulku
Periodická tabulka uvádí všechny prvky se zvyšujícím se počtem protonů, takže místo, které prvek v tabulce zaujímá, vám automaticky říká, kolik protonů je v jeho jádru. Toto je atomové číslo prvku a je zobrazeno přímo pod symbolem prvku. Vedle něj je další číslo, kterým je atomová hmotnost. Toto číslo je vždy větší než jeho atomové číslo a často obsahuje zlomek, protože je to průměr atomových hmot všech přirozeně se vyskytujících izotopů tohoto prvku. Můžete jej použít k určení průměrného počtu protonů v jádře daného prvku.
Postup už nemůže být jednodušší. Zaokrouhlete atomovou hmotnost na nejbližší celé číslo a poté od ní odečtěte atomové číslo prvku. Rozdíl se rovná počtu neutronů.
Příklad
1. Jaký je průměrný počet neutronů v jádru uranu?
Uran je 92. prvkem v periodické tabulce, má tedy atomové číslo 92 a ve svém jádru má 92 protonů. Periodická tabulka uvádí atomovou hmotnost 238,039 amu. Zaokrouhlete atomovou hmotnost na 238, odečtěte atomové číslo a zbylo vám 146 neutronů. Uran má vzhledem k počtu protonů velké množství neutronů, a proto jsou všechny jeho izotopy radioaktivní.
Počet neutronů v izotopu
Počet neutronů v jádru konkrétního prvku se může lišit a každá verze prvku s jeho charakteristickým počtem neutronů je známá jako izotop. Všechny prvky kromě 20 mají více než jeden izotop a některé mají mnoho. Cín (Sn) je na prvním místě seznamu s deseti izotopy, následovaný xenonem (Xe) s devíti.
Každý izotop prvku se skládá z celého počtu protonů a neutronů, takže jeho atomová hmotnost je prostým součtem těchto nukleonů. Atomová hmotnost pro izotop není nikdy zlomková. Vědci mají dva způsoby, jak označit izotop. Vezmeme-li jako příklad izotop uhlíku, můžete jej napsat jako C-14 nebo 14C. Číslo je atomová hmotnost. Odečtěte atomové číslo prvku od atomové hmotnosti izotopu a výsledkem je počet neutronů v jádře tohoto izotopu.
V případě C-14 je atomové číslo uhlíku 6, takže v jádře musí být 8 neutronů. To je o dva více než běžnější vyvážený izotop C-12. Díky extra hmotě je C-14 radioaktivní.