So finden Sie die Anzahl der Neutronen, Protonen und Elektronen für Atome, Ionen und Isotope

Wenn Sie versuchen, die Anzahl der Neutronen, Protonen oder Elektronen verschiedener chemischer Spezies zu ermitteln, ist das Periodensystem Ihr bester Freund. Sehen Sie sich an, wie Sie das Periodensystem und die Kernnotation verwenden, um die Anzahl der subatomaren Teilchen zu finden, die mit einer chemischen Spezies verbunden sind.

Das Periodensystem sagt viel über jedes Element aus, einschließlich der Anzahl der Elektronen, Protonen und Neutronen.

Schauen Sie sich den Eintrag im Periodensystem für Kohlenstoff an (siehe Abschnitt Ressourcen). Welche Informationen gibt Ihnen der Eintrag für Carbon?

1. Die größte Komponente ist die chemisches Symbol für das Element. Für Kohlenstoff ist dies C.

2. Über dem Symbol steht die Ordnungszahl (Z), die der Anzahl der Protonen im Kern und der Anzahl der Elektronen in der Elektronenwolke entspricht (vorausgesetzt, das Atom ist neutral). Für Kohlenstoff Z=6.

3. Unter dem Symbol steht die Atommasse. Diese Zahl ist zwar ein gewichteter Durchschnitt der Massen aller Isotope des Elements, aber wenn Sie die Zahl auf die nächste ganze Zahl runden, erhalten Sie die Massenzahl des am häufigsten vorkommenden Isotops. Für Kohlenstoff ist die Massenzahl (M) 12. Diese Zahl ist die Summe der Anzahl der Protonen und Neutronen.

Nun wissen Sie, dass für ein neutrales Kohlenstoffatom die Anzahl der Elektronen sechs beträgt, die Anzahl der Protonen sechs, aber wie viele Neutronen haben? Sie können die Massennummer verwenden, um dies zu finden. Nimm einfach M und subtrahiere Z. Für Kohlenstoff bedeutet dies, dass es sechs Neutronen gibt.

Ionen entstehen, wenn ein Atom Elektronen verliert oder hinzufügt. Die Zahl im hochgestellt wird Ihnen das Ausmaß dieser Veränderung sagen. Sag, du hast Cl^-. Wie viele Elektronen, Protonen und Neutronen hat dieses Ion?

Der Prozess zum Ermitteln dieser Werte ist dem oben beschriebenen sehr ähnlich. Jetzt müssen Sie jedoch berücksichtigen, dass das Atom nicht neutral ist.

Aus dem Periodensystem können Sie erkennen, dass Chlor 17 Protonen und 18 Neutronen hat (angegeben von M-Z oder 35-17).

Da die Nettoladung negativ ist, müssen mehr Elektronen als Protonen vorhanden sein. Sie können die folgende Gleichung verwenden:

Einstecken von 17 für Protonen (p+) und -1 für die Ladung ergibt:

So:

Ein Chlor-Ion hat also 18 Elektronen.

Isotope sind Formen desselben Elements mit unterschiedlicher Neutronenzahl. Die Anzahl der Protonen kann nicht geändert werden, denn sobald sich diese Zahl (Z) ändert, ändert sich auch das Element. Wenn man über Isotope spricht, Nuklearnotation kann oft hilfreich sein.

Mit nuklearer Notation würde Kohlenstoff-12 geschrieben ¹²₆C.

Die Nuklearnotation sagt Ihnen drei Dinge:

1. Das chemisches Symbol des Elements (C für Kohlenstoff im obigen Beispiel)

2. Das Massenzahl oder die Zahl der Neutronen und Protonen im Kern ist hochgestellt (12 im obigen Beispiel). Massenzahl = # Neutronen + # Protonen. Hinweis: Auf diese Zahl ist bei der Untersuchung von Isotopen zu achten.

3. Das Ordnungszahl oder die Anzahl der Protonen (Z) ist der Index. Dies ist für ein Element immer gleich. (6 für Kohlenstoff im obigen Beispiel).

Zum Beispiel würde Kohlenstoff-12 geschrieben werden ¹²₆C in Kernnotation, aber das Isotop Kohlenstoff-13 würde geschrieben werden ¹³₆C. Wie viele Elektronen, Protonen und Neutronen hat Kohlenstoff-13?

Die Anzahl der Protonen und Elektronen ist der Index (6).

Um die Anzahl der Neutronen zu ermitteln, verwenden Sie die folgende Gleichung:

Einstecken, was Sie wissen, ergibt:

So:

Kohlenstoff-13 hat sieben Neutronen, während Kohlenstoff-12 sechs hat.