Πώς να βρείτε πόσα πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια βρίσκονται στα ισότοπα

Το υλικό έρχεται σε πολλά διαφορετικά μεγέθη, σχήματα και χρώματα. Σκεφτείτε το χλώριο, ένα κιτρινωπό αέριο ή μόλυβδο, ένα γκρι-μαύρο στερεό ή τον υδράργυρο, ένα ασημί υγρό. Τρία πολύ διαφορετικά στοιχεία, κάθε υλικό από ένα μόνο είδος ατόμου. Οι διαφορές στην ύλη έρχονται στις μικρότερες διαφορές στην ατομική δομή.

TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)

Κατανοήστε ότι τα ισότοπα ενός στοιχείου έχουν διαφορετικούς αριθμούς μάζας αλλά τον ίδιο αριθμό πρωτονίων. Χρησιμοποιώντας τον Περιοδικό Πίνακα, βρείτε τον ατομικό αριθμό του στοιχείου. Ο ατομικός αριθμός ισούται με τον αριθμό των πρωτονίων. Σε ένα ισορροπημένο άτομο, ο αριθμός των ηλεκτρονίων ισούται με τον αριθμό των πρωτονίων. Σε ένα μη ισορροπημένο άτομο, ο αριθμός των ηλεκτρονίων ισούται με τον αριθμό των πρωτονίων συν το αντίθετο του φορτίου ιόντων. Υπολογίστε τον αριθμό των νετρονίων αφαιρώντας τον ατομικό αριθμό από τον αριθμό μάζας. Εάν ο αριθμός μάζας ενός συγκεκριμένου ισότοπου δεν είναι γνωστός, χρησιμοποιήστε την ατομική μάζα από τον Περιοδικό Πίνακα, στρογγυλευμένο στον πλησιέστερο ακέραιο αριθμό, μείον τον ατομικό αριθμό για να βρείτε τον μέσο αριθμό νετρονίων για το στοιχείο.

Τρία κύρια σωματίδια σχηματίζουν κάθε άτομο. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια συγκεντρώνονται στον πυρήνα στο κέντρο του ατόμου. Τα ηλεκτρόνια σχηματίζουν ένα περιστρεφόμενο νέφος γύρω από τον πυρήνα. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια αποτελούν τη μάζα των ατόμων. Τα ηλεκτρόνια, ελάχιστα σε σύγκριση με τα πρωτόνια και τα νετρόνια, συμβάλλουν πολύ λίγα στη συνολική μάζα ατόμων.

Τα άτομα του ίδιου στοιχείου έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων. Όλα τα άτομα χαλκού έχουν 29 πρωτόνια. Όλα τα άτομα ηλίου έχουν 2 πρωτόνια. Τα ισότοπα εμφανίζονται όταν άτομα του ίδιου στοιχείου έχουν διαφορετικές μάζες. Δεδομένου ότι ο αριθμός των πρωτονίων ενός στοιχείου δεν αλλάζει, η διαφορά στη μάζα εμφανίζεται λόγω διαφορετικών αριθμών νετρονίων. Ο χαλκός, για παράδειγμα, έχει δύο ισότοπα, τον χαλκό-63 και τον χαλκό-65. Ο χαλκός-63 έχει 29 πρωτόνια και έναν αριθμό μάζας 63. Ο χαλκός-65 έχει 29 πρωτόνια και αριθμό μάζας 65. Το Ήλιο έχει 2 πρωτόνια και σχεδόν πάντα έχει αριθμό μάζας 4. Πολύ σπάνια, το ήλιο σχηματίζει το ισότοπο ήλιο-3, το οποίο έχει ακόμα 2 πρωτόνια, αλλά έχει αριθμό μάζας 3.

Μια μέθοδος σύνταξης του τύπου για ένα ισότοπο δείχνει το όνομα του στοιχείου ή το σύμβολο που ακολουθείται από τον αριθμό μάζας, ως ήλιο-4 ή He-4. Μια άλλη σύντομη αναγνώριση των ισοτόπων δείχνει τον αριθμό μάζας ως υπεργράφο και τον ατομικό αριθμό ως δείκτη, και οι δύο εμφανίζονται πριν από το ατομικό σύμβολο. Για παράδειγμα, ⁴₂Δείχνει το ισότοπο ηλίου με αριθμό μάζας 4.

Η διάταξη του Περιοδικού Πίνακα Στοιχείων παρέχει βασικές πληροφορίες για την εύρεση του αριθμού των πρωτονίων, των νετρονίων και των ηλεκτρονίων στα άτομα. Ο σύγχρονος Περιοδικός Πίνακας τοποθετεί τα στοιχεία στη σειρά των πρωτονίων τους. Το πρώτο στοιχείο στο τραπέζι, το υδρογόνο, έχει ένα πρωτόνιο. Το τελευταίο στοιχείο (τουλάχιστον για τώρα) στο τραπέζι, Oganesson ή Ununoctium, έχει 118 πρωτόνια.

Ο ατομικός αριθμός στον Περιοδικό Πίνακα προσδιορίζει τον αριθμό των πρωτονίων σε οποιοδήποτε άτομο αυτού του στοιχείου. Ο χαλκός, ατομικός αριθμός 29, έχει 29 πρωτόνια. Η εύρεση του ατομικού αριθμού ενός στοιχείου αποκαλύπτει τον αριθμό των πρωτονίων.

Η διαφορά μεταξύ των ισοτόπων ενός στοιχείου εξαρτάται από τον αριθμό των νετρονίων. Για να βρείτε τον αριθμό των νετρονίων σε ένα ισότοπο, βρείτε τον αριθμό μάζας του ισότοπου και τον ατομικό αριθμό. Ο ατομικός αριθμός, ή αριθμός πρωτονίων, βρίσκεται στον Περιοδικό Πίνακα. Η ατομική μάζα, που βρίσκεται επίσης στον Περιοδικό Πίνακα, είναι ο σταθμισμένος μέσος όρος όλων των ισοτόπων του στοιχείου. Εάν δεν εντοπιστεί ισότοπο, η ατομική μάζα μπορεί να στρογγυλοποιηθεί στον πλησιέστερο ακέραιο αριθμό και να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό του μέσου αριθμού νετρονίων.

Για παράδειγμα, η ατομική μάζα του υδραργύρου είναι 200.592. Ο υδράργυρος έχει πολλά ισότοπα με αριθμούς μάζας που κυμαίνονται από 196 έως 204. Χρησιμοποιώντας τη μέση ατομική μάζα, υπολογίστε τον μέσο αριθμό νετρονίων στρογγυλοποιώντας πρώτα την ατομική μάζα από 200.592 σε 201. Τώρα, αφαιρέστε τον αριθμό των πρωτονίων, 80, από την ατομική μάζα, 201-80, για να βρείτε τον μέσο αριθμό νετρονίων, 121.

Εάν είναι γνωστός ο αριθμός μάζας ενός ισότοπου, μπορεί να υπολογιστεί ο πραγματικός αριθμός των νετρονίων. Χρησιμοποιήστε τον ίδιο τύπο, αριθμό μάζας μείον ατομικό αριθμό, για να υπολογίσετε τον αριθμό των νετρονίων. Στην περίπτωση του υδραργύρου, το πιο κοινό ισότοπο είναι ο υδράργυρος-202. Χρησιμοποιήστε την εξίσωση, 202-80 = 122, για να βρείτε ότι ο υδράργυρος-202 έχει 122 νετρόνια.

Ένα ουδέτερο ισότοπο δεν έχει φορτίο, που σημαίνει ότι τα θετικά και αρνητικά φορτία ισορροπούν σε ένα ουδέτερο ισότοπο. Σε ένα ουδέτερο ισότοπο, ο αριθμός των ηλεκτρονίων ισούται με τον αριθμό των πρωτονίων. Όπως η εύρεση του αριθμού των πρωτονίων, η εύρεση του αριθμού των ηλεκτρονίων σε ένα ουδέτερο ισότοπο απαιτεί την εύρεση του ατομικού αριθμού του στοιχείου.

Σε ένα ιόν, ένα ισότοπο με θετικό ή αρνητικό φορτίο, ο αριθμός των πρωτονίων δεν ισούται με τον αριθμό των ηλεκτρονίων. Εάν τα πρωτόνια υπερτερούν των ηλεκτρονίων, το ισότοπο έχει πιο θετικά φορτία από τα αρνητικά φορτία. Με άλλα λόγια, ο αριθμός των πρωτονίων υπερβαίνει τον αριθμό των ηλεκτρονίων με τον ίδιο αριθμό με το θετικό φορτίο. Εάν ο αριθμός των ηλεκτρονίων υπερβαίνει τον αριθμό των πρωτονίων, το φορτίο ιόντων θα είναι αρνητικό. Για να βρείτε τον αριθμό των ηλεκτρονίων, προσθέστε το αντίθετο της ανισορροπίας φορτίου στον αριθμό των πρωτονίων.

Για παράδειγμα, εάν ένα ισότοπο έχει -3 φορτίο, όπως με τον φωσφόρο (ατομικός αριθμός 15), τότε ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι τρεις μεγαλύτερος από τον αριθμό των πρωτονίων. Ο υπολογισμός του αριθμού των ηλεκτρονίων γίνεται 15 + (- 1) (- 3) ή 15 + 3 = 18 ή 18 ηλεκτρόνια. Εάν ένα ισότοπο έχει φορτίο +2, όπως με το στρόντιο (ατομικός αριθμός 38), τότε ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι δύο μικρότερος από τον αριθμό των πρωτονίων. Σε αυτήν την περίπτωση, ο υπολογισμός γίνεται 38 + (- 1) (+ 2) = 38-2 = 36, έτσι το ιόν έχει 36 ηλεκτρόνια. Η συνήθης συντομογραφία για τα ιόντα δείχνει την ανισορροπία φορτίου ως υπεργράφημα που ακολουθεί το ατομικό σύμβολο. Στο παράδειγμα του φωσφόρου, το ιόν θα γράφεται ως Ρ^-3.