Iga aatomituum, välja arvatud vesinik, sisaldab nii prootoneid kui ka neutroneid. Tuumad on isegi mikroskoobiga nägemiseks liiga väikesed ja nukleonid (mis on prootonite ja neutronite üldnimetus) on veelgi väiksemad. See võimaldab neutronite arvu lugeda, kuid teadlased teavad siiski, kui palju neid on iga elemendi iga isotoobi tuumades. Kuidas nad teavad? Konkreetse elemendi aatomite kogumassi mõõtmiseks kasutavad nad selliseid tehnikaid nagu massispektromeetria. Kui nad kogumassist teada saavad, on ülejäänu lihtne.
Aatomi kogumass on kõigi tema prootonite, neutronite ja elektronide summa, kuid elektronid on nii kerged, et kõigil praktilistel eesmärkidel pole neil mingit tähtsust. See tähendab, et elemendi mass on selle nukleonide masside summa. Prootonite arv on teatud elemendi iga aatomi puhul sama ning prootonitel ja neutronitel on sama mass, nii et kõik, mida peate teha on lahutada aatomimassist prootonite arv, mõõdetuna aatommassiühikutes (amu), ja siis jääb neutronid.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Aatommass võrdub prootonite arvuga pluss neutronite arvuga, nii et leiate nende arvu neutronid, lahutades aatomimassist (aatomimassi) prootonite arvu (s.o aatomnumbri) ühikut). Neutronite arvu leidmiseks kõige tavalisemas isotoopis ümardage aatomimass lähima täisarvuni.
Kasutage perioodilisustabelit
Perioodiline tabel loetleb kõik elemendid, suurendades prootonite arvu, nii et koht, mille element tabelis võtab, annab teile automaatselt teada, kui palju prootoneid on selle tuumas. See on elemendi aatomnumber ja see kuvatakse otse elemendi sümboli all. Selle kõrval on veel üks number, mis on aatomimass. See arv on alati suurem kui aatominumber ja sisaldab sageli murdosa, sest see on selle elemendi kõigi looduslikult esinevate isotoopide aatommasside keskmine. Selle abil saate määrata prootonite keskmise arvu selle elemendi tuumas.
Protseduur ei saa olla lihtsam. Ümardage aatommass lähima täisarvuni ja lahutage seejärel elemendi aatomnumber. Erinevus võrdub neutronite arvuga.
Näide
1. Kui suur on neutronite arv keskmiselt uraani tuumas?
Uraan on perioodilisustabeli 92. element, seega on selle aatomnumber 92 ja tuumas 92 prootonit. Perioodilisustabelis on aatommass 238,039 amu. Ümardage aatomimass 238-ni, lahutage aatominumber ja teile jääb 146 neutronit. Uraanis on prootonite arvu suhtes palju neutroneid, mistõttu kõik selle isotoopid on radioaktiivsed.
Neutronite arv isotoopis
Neutronite arv konkreetse elemendi tuumas võib varieeruda ja elemendi iga versiooni koos talle iseloomuliku neutronite arvuga nimetatakse isotoopiks. Kõigil 20 elemendil peale 20 on rohkem kui üks isotoop ja mõnel palju. Tina (Sn) on kümne isotoopiga edetabelis, millele järgneb ksenoon (Xe) üheksaga.
Iga elemendi isotoop koosneb tervest hulgast prootoneid ja neutroneid, seega on selle aatomimass nende nukleonide lihtne summa. Isotoobi aatommass ei ole kunagi murdarvuline. Teadlastel on isotoobi tähistamiseks kaks võimalust. Võttes näiteks süsiniku isotoobi, võite selle kirjutada kui C-14 või 14C. Number on aatommass. Lahutage elemendi aatomnumber isotoobi aatommassist ja tulemuseks on neutronite arv selle isotoobi tuumas.
C-14 puhul on süsiniku aatomnumber 6, seega peab tuumas olema 8 neutronit. See on kaks rohkem kui tavalisem tasakaalustatud isotoop C-12. Lisamass muudab C-14 radioaktiivseks.