So finden Sie heraus, wie viele Protonen, Neutronen und Elektronen in Isotopen enthalten sind

Materie gibt es in vielen verschiedenen Größen, Formen und Farben. Betrachten Sie Chlor, ein gelbliches Gas, oder Blei, einen grauschwarzen Feststoff, oder Quecksilber, eine silbrige Flüssigkeit. Drei sehr unterschiedliche Elemente, jedes Material besteht aus nur einer Atomsorte. Die Unterschiede in der Materie beruhen auf den kleinsten Unterschieden in der Atomstruktur.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Verstehe, dass Isotope eines Elements unterschiedliche Massenzahlen, aber die gleiche Anzahl von Protonen haben. Finden Sie mit dem Periodensystem die Ordnungszahl des Elements. Die Ordnungszahl entspricht der Anzahl der Protonen. In einem ausgewogenen Atom entspricht die Anzahl der Elektronen der Anzahl der Protonen. In einem unausgeglichenen Atom entspricht die Anzahl der Elektronen der Anzahl der Protonen plus dem Gegenteil der Ionenladung. Berechnen Sie die Neutronenzahl, indem Sie die Ordnungszahl von der Massenzahl subtrahieren. Wenn die Massenzahl eines bestimmten Isotops nicht bekannt ist, verwenden Sie die Atommasse aus dem Periodensystem, gerundet auf die nächste ganze Zahl abzüglich der Ordnungszahl, um die durchschnittliche Neutronenzahl für die Element.

Drei Hauptteilchen bilden jedes Atom. Protonen und Neutronen sammeln sich im Kern im Zentrum des Atoms. Elektronen bilden eine sich drehende Wolke um den Kern. Protonen und Neutronen bilden die Masse der Atome. Elektronen, die im Vergleich zu Protonen und Neutronen winzig sind, tragen nur sehr wenig zur Gesamtmasse der Atome bei.

Atome des gleichen Elements haben die gleiche Anzahl von Protonen. Alle Kupferatome haben 29 Protonen. Alle Heliumatome haben 2 Protonen. Isotope treten auf, wenn Atome desselben Elements unterschiedliche Massen haben. Da sich die Protonenzahl eines Elements nicht ändert, entsteht der Massenunterschied durch unterschiedliche Neutronenzahlen. Kupfer hat beispielsweise zwei Isotope, Kupfer-63 und Kupfer-65. Kupfer-63 hat 29 Protonen und eine Massenzahl von 63. Kupfer-65 hat 29 Protonen und die Massenzahl 65. Helium hat 2 Protonen und hat fast immer die Massenzahl 4. Sehr selten bildet Helium das Isotop Helium-3, das noch 2 Protonen hat, aber eine Massenzahl von 3.

Eine Methode zum Schreiben der Formel für ein Isotop zeigt den Elementnamen oder das Symbol gefolgt von der Massenzahl als Helium-4 oder He-4. Eine andere Abkürzung für Isotope zeigt die Massenzahl als hochgestellte und die Ordnungszahl als tiefgestellte Zahl, die beide vor dem Atomsymbol angezeigt werden. Beispielsweise, ⁴₂Er bezeichnet das Heliumisotop mit der Massenzahl 4.

Die Anordnung des Periodensystems der Elemente liefert wesentliche Informationen, um die Anzahl der Protonen, Neutronen und Elektronen in Atomen zu bestimmen. Das moderne Periodensystem ordnet die Elemente nach ihren Protonen. Das erste Element auf dem Tisch, Wasserstoff, hat ein Proton. Das letzte Element (zumindest vorerst) auf dem Tisch, Oganesson oder Ununoctium, hat 118 Protonen.

Die Ordnungszahl im Periodensystem gibt die Anzahl der Protonen in jedem Atom dieses Elements an. Kupfer, Ordnungszahl 29, hat 29 Protonen. Die Bestimmung der Ordnungszahl eines Elements gibt die Anzahl der Protonen an.

Der Unterschied zwischen den Isotopen eines Elements hängt von der Anzahl der Neutronen ab. Um die Anzahl der Neutronen in einem Isotop zu bestimmen, bestimmen Sie die Massenzahl des Isotops und die Ordnungszahl. Die Ordnungszahl oder Anzahl der Protonen findet sich im Periodensystem. Die Atommasse, die auch im Periodensystem zu finden ist, ist der gewichtete Durchschnitt aller Isotope des Elements. Wird kein Isotop identifiziert, kann die Atommasse auf die nächste ganze Zahl gerundet und zur Ermittlung der durchschnittlichen Neutronenzahl verwendet werden.

Die Atommasse von Quecksilber beträgt beispielsweise 200,592. Merkur hat mehrere Isotope mit Massenzahlen von 196 bis 204. Berechnen Sie anhand der durchschnittlichen Atommasse die durchschnittliche Anzahl der Neutronen, indem Sie zuerst die Atommasse von 200,592 auf 201 runden. Ziehen Sie nun die Anzahl der Protonen, 80, von der Atommasse, 201-80, ab, um die durchschnittliche Anzahl der Neutronen, 121, zu ermitteln.

Ist die Massenzahl eines Isotops bekannt, kann die tatsächliche Neutronenzahl berechnet werden. Verwenden Sie die gleiche Formel, Massenzahl minus Ordnungszahl, um die Anzahl der Neutronen zu berechnen. Bei Quecksilber ist das häufigste Isotop Quecksilber-202. Verwenden Sie die Gleichung 202-80=122, um herauszufinden, dass Quecksilber-202 122 Neutronen hat.

Ein neutrales Isotop hat keine Ladung, was bedeutet, dass sich die positiven und negativen Ladungen in einem neutralen Isotop ausgleichen. In einem neutralen Isotop ist die Anzahl der Elektronen gleich der Anzahl der Protonen. Wie die Anzahl der Protonen erfordert die Bestimmung der Anzahl der Elektronen in einem neutralen Isotop die Bestimmung der Ordnungszahl des Elements.

In einem Ion, einem Isotop mit positiver oder negativer Ladung, entspricht die Anzahl der Protonen nicht der Anzahl der Elektronen. Wenn die Protonen zahlenmäßig größer sind als die Elektronen, hat das Isotop mehr positive Ladungen als negative Ladungen. Mit anderen Worten, die Anzahl der Protonen übersteigt die der Elektronen um die gleiche Anzahl wie die positive Ladung. Wenn die Anzahl der Elektronen die Anzahl der Protonen überschreitet, ist die Ionenladung negativ. Um die Anzahl der Elektronen zu ermitteln, addieren Sie das Gegenteil des Ladungsungleichgewichts zur Anzahl der Protonen.

Hat ein Isotop beispielsweise eine Ladung von -3, wie bei Phosphor (Ordnungszahl 15), dann ist die Zahl der Elektronen drei größer als die Zahl der Protonen. Die Berechnung der Elektronenzahl ergibt dann 15+(-1)(-3) oder 15+3=18 oder 18 Elektronen. Hat ein Isotop eine Ladung von +2, wie bei Strontium (Ordnungszahl 38), dann ist die Zahl der Elektronen zwei weniger als die Zahl der Protonen. In diesem Fall lautet die Berechnung 38+(-1)(+2)=38-2=36, das Ion hat also 36 Elektronen. Die übliche Abkürzung für Ionen zeigt das Ladungsungleichgewicht als hochgestelltes Zeichen hinter dem Atomsymbol. Im Phosphor-Beispiel würde das Ion als P. geschrieben^-3.