Kuinka löytää isotoopin neutronien määrä

Atomit muodostavat kaiken aineen. Kaikki massaan ja tilavuuteen, iso tai pieni, sisältää atomeja. Hämmästyttävää kyllä, pienet atomit sisältävät vielä pienempiä hiukkasia. Protonit, neutronit ja elektronit ovat kaikkien atomien kolme pääkomponenttia. Näiden kolmen käsittämättömän pienen hiukkasen lukumäärä ja järjestely määrää niitä sisältävien atomien ominaisuudet ja käyttäytymisen.

TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)

Isotoopin neutronien määrän löytämiseksi vähennä protonien lukumäärä isotoopin atomimassasta. Elementin atominumero on yhtä suuri kuin protonit. Neutronien lukumäärän laskemisesta tulee sitten isotoopin atomimassa miinus elementin atomiluku on yhtä suuri kuin neutronien lukumäärä. Uraani-235: n, atomiluku 92, neutronien lukumäärä on 235-92 = 143 tai 143 neutronia.

Lähes kaikki atomit sisältävät kolme päähiukkasta: protonit, neutronit ja elektronit. Protonit ja neutronit muodostavat atomin ytimen tai keskuksen. Elektronit, jotka ovat paljon pienempiä kuin protonit ja neutronit, kiertävät ydintä vetämällä ympäriinsä valon nopeudella. Protoneilla on positiivinen varaus, neutroneilla ei ole varausta ja elektronilla on negatiivinen varaus. Neutraalissa atomissa protonien lukumäärä on yhtä suuri kuin elektronien lukumäärä, mutta neutronien lukumäärä ei aina ole yhtä suuri kuin protonien lukumäärä.

Protonien lukumäärä atomissa määrittää minkä tyyppisen alkion atomi muodostaa. Vety, joka on jaksollisen järjestelmän ensimmäinen elementti, sisältää vain yhden protonin. Heliumilla, toisella jaksollisella taulukolla, on kaksi protonia. Kulta, jaksollisen taulukon numero 79, sisältää 79 protonia. Elementtien jaksollinen taulukko näyttää elementit atomien protonien määrän järjestyksessä.

Elementin isotooppi tarkoittaa atomeja, joilla on sama atominumero, mutta erilaiset massanumerot. Joten elementin isotoopeilla on erilainen määrä neutroneja. Vedyllä on kolme isotooppia. Vety, atomin yleisin muoto, sisältää yhden protonin ja yhden elektronin. Deuteriumilla, yhdellä vetyisotoopilla, on edelleen vain yksi protoni ja yksi elektroni, mutta myös yksi neutroni. Tritiumilla, toisella vedyn isotoopilla, on edelleen vain yksi protoni ja yksi elektroni, mutta sillä on kaksi neutronia.

Atomin massa koostuu protonien ja neutronien yhdistetyistä massoista. Elektronien massa on merkityksetön atomin kokonaismassa. Protonit mittaavat noin yhden atomimassayksikön ja neutronit vain hieman enemmän kuin yhden atomimassayksikön. Löydä atomin neutronien lukumäärä vähentämällä atominumero atomimassasta.

Atomiluku ja keskimääräinen atomimassa löytyvät jaksollisesta taulukosta. Eri isotooppien massa kirjoitetaan kuitenkin usein osana isotoopin nimeä. Uraani-235 tarkoittaa elementtiä uraania, atominumero 92, on 92 protonia ja atomimassa 235. Toisaalta uraani-238: n massa on 238, mutta silti siinä on vain 92 protonia. Vaihtoehtoinen menetelmä isotoopin kirjoittamiseksi näyttää atomimassan yläindeksinä ja atominumeron alaindeksinä. Uraani-235 voidaan myös kirjoittaa nimellä ²³⁵₉₂ U jossa U on uraanin vakiolyhenne.

Käyttämällä vetyisotooppeja esimerkkeinä "normaalin" vetyatomin atomimassa on 1 ja atominumero on 1, mikä tarkoittaa, että atomilla on vain yksi protoni. Kaavaa käyttämällä yhden atomimassa miinus atomin numero tai protonien lukumäärä 1 antaa yhtälön 1-1 = 0, joten vetyatomissa on 0 neutronia. Toisaalta tritiumilla, vedyn isotoopilla, on atomimassa 3, mutta vedyn atomiluku on 1, koska atomissa on vain yksi protoni. Yhtälöä käyttämällä atomimassa miinus atomiluku on yhtä suuri kuin neutronien lukumäärä, antaa 3-1 = 2, joten tritiumilla on 2 neutronia.

Toisella tavallisella elementillä, hiilellä, on myös useita isotooppeja. Normaalin hiiliatomin, atomiluku 6, atomimassa on 12. Kaavaa käyttämällä atomimassa miinus atomiluku on yhtä suuri kuin neutronien lukumäärä, osoittaa 12-6 = 6, joten hiili-12-atomissa on 6 neutronia. Hiili-14: llä, jota käytetään alle 10000 vuoden ikäisten fossiilien radioaktiiviseen ikään, on edelleen 6 protonia, mutta sen atomimassa on 14. Neutronien lukumäärän laskemisessa käytetään samaa kaavaa, joten 14-6 = 8, joten hiili-14: n ytimessä on 8 neutronia.