Jokainen atomi, vetyä lukuun ottamatta, sisältää sekä protoneja että neutroneja. Ytimet ovat liian pieniä näkemään, jopa mikroskoopilla, ja nukleonit (mikä on protonien ja neutronien yleinen termi) ovat vielä pienempiä. Se antaa mahdollisuuden laskea neutronien lukumäärä, mutta tutkijat tietävät silti, kuinka monta on jokaisen elementin jokaisen isotoopin ytimissä. Mistä he tietävät? He käyttävät tekniikoita, kuten massaspektrometriaa, tietyn elementin atomien kokonaismassan mittaamiseen. Kun he tietävät kokonaismassan, loppu on helppoa.
Atomin kokonaismassa on kaikkien sen protonien, neutronien ja elektronien summa, mutta elektronit ovat niin kevyitä, että niillä ei ole väliä kaikissa käytännön tarkoituksissa. Tämä tarkoittaa, että elementin massa on sen nukleonien massojen summa. Protonien lukumäärä on sama tietyn elementin jokaisella atomilla, ja protoneilla ja neutronilla on sama massa, joten sinun tarvitsee vain vähennä protonien määrä atomimassasta, mitattuna atomimassayksikköinä (amu), ja sinulle jää jäljelle neutronit.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Atomimassa on yhtä suuri kuin protonien lukumäärä plus neutronien lukumäärä, joten löydät niiden määrän neutronit vähentämällä protonien lukumäärä (ts. atomiluku) atomimassasta (atomimassa) yksikköä). Pyöristä atomimassa lähimpään kokonaislukuun, jotta löydetään neutronien lukumäärä yleisimmässä isotoopissa.
Käytä jaksollista taulukkoa
Jaksollisessa taulukossa luetellaan kaikki elementit lisäämällä protonien määrää, joten paikka, jonka elementti käyttää taulukossa, kertoo automaattisesti, kuinka monta protonia on sen ytimessä. Tämä on elementin atominumero, ja se näkyy suoraan elementin symbolin alla. Sen vieressä on toinen numero, joka on atomimassa. Tämä luku on aina suurempi kuin sen atomiluku ja sisältää usein murto-osan, koska se on keskiarvo kyseisen elementin kaikkien luonnossa esiintyvien isotooppien atomimassoista. Voit käyttää sitä määrittämään protonien keskimääräisen määrän kyseisen elementin ytimessä.
Menettely ei voisi olla yksinkertaisempi. Pyöristä atomimassa lähimpään kokonaislukuun ja vähennä sitten elementin atominumero. Ero on yhtä suuri kuin neutronien lukumäärä.
Esimerkki
1. Mikä on neutronien lukumäärä keskimäärin uraanin ytimessä?
Uraani on jaksollisen järjestelmän 92. elementti, joten sen atominumero 92 ja sen ytimessä on 92 protonia. Jaksollisessa taulukossa atomimassa on 238.039 amu. Pyöristä atomimassa 238: een, vähennä atomiluku ja jäljellä on 146 neutronia. Uraanilla on suuri määrä neutroneja verrattuna protonien määrään, minkä vuoksi kaikki sen isotoopit ovat radioaktiivisia.
Neutronien lukumäärä isotoopissa
Neutronien lukumäärä tietyn elementin ytimessä voi vaihdella, ja jokainen elementin versio ja sen tunnusomainen neutronien määrä tunnetaan isotooppina. Kaikilla paitsi 20 elementillä on enemmän kuin yksi isotooppi, ja joillakin on monia. Tina (Sn) on luettelon kärjessä kymmenellä isotoopilla, jota seuraa ksenoni (Xe) yhdeksällä.
Jokainen elementin isotooppi koostuu kokonaismäärästä protoneja ja neutroneja, joten sen atomimassa on näiden nukleonien yksinkertainen summa. Isotoopin atomimassa ei ole koskaan murto-osa. Tutkijoilla on kaksi tapaa osoittaa isotooppi. Ottaen esimerkkinä hiilen isotoopin, voit kirjoittaa sen nimellä C-14 tai 14C. Luku on atomimassa. Vähennä elementin atominumero isotoopin atomimassasta, ja tuloksena on neutronien lukumäärä kyseisen isotoopin ytimessä.
C-14: n tapauksessa hiilen atomiluku on 6, joten ytimessä on oltava 8 neutronia. Se on kaksi enemmän kuin yleisempi, tasapainotettu isotooppi C-12. Lisämassa tekee C-14: stä radioaktiivisen.