Κάθε ατομικός πυρήνας, εκτός από το υδρογόνο, περιέχει τόσο πρωτόνια όσο και νετρόνια. Οι πυρήνες είναι πολύ μικροί για να δουν, ακόμη και με μικροσκόπιο, και τα νουκλεόνια (που είναι ο γενικός όρος για πρωτόνια και νετρόνια) είναι ακόμη μικρότερα. Αυτό επιτρέπει την καταμέτρηση του αριθμού των νετρονίων, αλλά οι επιστήμονες γνωρίζουν ακόμη πόσα βρίσκονται στους πυρήνες κάθε ισότοπου κάθε στοιχείου. Πώς ξέρουν; Χρησιμοποιούν τεχνικές όπως η φασματομετρία μάζας για τη μέτρηση της συνολικής μάζας των ατόμων ενός συγκεκριμένου στοιχείου. Μόλις γνωρίζουν τη συνολική μάζα, τα υπόλοιπα είναι εύκολα.
Η συνολική μάζα ενός ατόμου είναι το άθροισμα όλων των πρωτονίων, των νετρονίων και των ηλεκτρονίων του, αλλά τα ηλεκτρόνια είναι τόσο ελαφριά που, για όλους τους πρακτικούς σκοπούς, δεν έχουν σημασία. Αυτό σημαίνει ότι η μάζα ενός στοιχείου είναι το άθροισμα των μαζών των νουκλεονίων του. Ο αριθμός των πρωτονίων είναι ο ίδιος για κάθε άτομο ενός συγκεκριμένου στοιχείου και τα πρωτόνια και τα νετρόνια έχουν την ίδια μάζα, οπότε το μόνο που έχετε do είναι να αφαιρέσετε τον αριθμό των πρωτονίων από την ατομική μάζα, μετρούμενος σε μονάδες ατομικής μάζας (amu), και μένετε με τον αριθμό νετρόνια.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Η ατομική μάζα ισούται με τον αριθμό των πρωτονίων συν τον αριθμό των νετρονίων, οπότε μπορείτε να βρείτε τον αριθμό των νετρόνια αφαιρώντας τον αριθμό των πρωτονίων (δηλαδή τον ατομικό αριθμό) από την ατομική μάζα (σε ατομική μάζα μονάδες). Στρογγυλοποιήστε την ατομική μάζα στον πλησιέστερο ακέραιο αριθμό για να βρείτε τον αριθμό των νετρονίων στο πιο κοινό ισότοπο.
Χρησιμοποιήστε τον περιοδικό πίνακα
Ο περιοδικός πίνακας παραθέτει όλα τα στοιχεία αυξάνοντας τον αριθμό των πρωτονίων, οπότε το μέρος που καταλαμβάνει ένα στοιχείο στον πίνακα σας λέει αυτόματα πόσα πρωτόνια βρίσκονται στον πυρήνα του. Αυτός είναι ο ατομικός αριθμός του στοιχείου και εμφανίζεται ακριβώς κάτω από το σύμβολο για το στοιχείο. Δίπλα του είναι ένας άλλος αριθμός, που είναι η ατομική μάζα. Αυτός ο αριθμός είναι πάντα μεγαλύτερος από τον ατομικό αριθμό και περιέχει συχνά ένα κλάσμα, επειδή είναι ένας μέσος όρος των ατομικών μαζών όλων των φυσικών ισοτόπων αυτού του στοιχείου. Μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε για να προσδιορίσετε τον μέσο αριθμό πρωτονίων στον πυρήνα αυτού του στοιχείου.
Η διαδικασία δεν θα μπορούσε να είναι απλούστερη. Στρογγυλοποιήστε την ατομική μάζα στον πλησιέστερο ακέραιο αριθμό και αφαιρέστε τον ατομικό αριθμό του στοιχείου από αυτόν. Η διαφορά ισούται με τον αριθμό των νετρονίων.
Παράδειγμα
1. Ποιος είναι ο αριθμός των νετρονίων, κατά μέσο όρο, στον πυρήνα του ουρανίου;
Το ουράνιο είναι το 92ο στοιχείο του περιοδικού πίνακα, έτσι ο ατομικός του αριθμός 92 και έχει 92 πρωτόνια στον πυρήνα του. Ο περιοδικός πίνακας παραθέτει την ατομική μάζα ως 238.039 amu. Στρογγυλοποιήστε την ατομική μάζα στο 238, αφαιρέστε τον ατομικό αριθμό και απομένουν 146 νετρόνια. Το ουράνιο έχει μεγάλο αριθμό νετρονίων σε σχέση με τον αριθμό των πρωτονίων, γι 'αυτό όλα τα ισότοπά του είναι ραδιενεργά.
Ο αριθμός των νετρονίων σε ένα ισότοπο
Ο αριθμός των νετρονίων στον πυρήνα ενός συγκεκριμένου στοιχείου μπορεί να ποικίλει και κάθε έκδοση του στοιχείου με τον χαρακτηριστικό αριθμό νετρονίων του είναι γνωστή ως ισότοπο. Όλα τα στοιχεία εκτός από 20 έχουν περισσότερα από ένα ισότοπα και μερικά έχουν πολλά. Το Tin (Sn) βρίσκεται στην κορυφή της λίστας με δέκα ισότοπα ακολουθούμενο από το xenon (Xe) με εννέα.
Κάθε ισότοπο ενός στοιχείου αποτελείται από έναν ολόκληρο αριθμό πρωτονίων και νετρονίων, επομένως η ατομική του μάζα είναι το απλό άθροισμα αυτών των νουκλεονίων. Η ατομική μάζα για ένα ισότοπο δεν είναι ποτέ κλασματική. Οι επιστήμονες έχουν δύο τρόπους να δηλώσουν ένα ισότοπο. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα ένα ισότοπο άνθρακα, μπορείτε να το γράψετε ως C-14 ή 14ΝΤΟ. Ο αριθμός είναι η ατομική μάζα. Αφαιρέστε τον ατομικό αριθμό του στοιχείου από την ατομική μάζα του ισότοπου και το αποτέλεσμα είναι ο αριθμός των νετρονίων στον πυρήνα αυτού του ισότοπου.
Στην περίπτωση του C-14, ο ατομικός αριθμός άνθρακα είναι 6, οπότε πρέπει να υπάρχουν 8 νετρόνια στον πυρήνα. Αυτό είναι δύο περισσότερα από το πιο κοινό, ισορροπημένο ισότοπο, C-12. Η επιπλέον μάζα καθιστά το C-14 ραδιενεργό.