परमाणु सभी पदार्थ बनाते हैं। द्रव्यमान और आयतन वाली हर चीज, चाहे वह बड़ी हो या छोटी, में परमाणु होते हैं। आश्चर्यजनक रूप से, छोटे परमाणुओं में और भी छोटे कण होते हैं। प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन सभी परमाणुओं के तीन मुख्य घटक हैं। इन तीन अकल्पनीय रूप से छोटे कणों की संख्या और व्यवस्था उन परमाणुओं के गुणों और व्यवहार को निर्धारित करती है जिनमें ये शामिल हैं।
टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)
एक समस्थानिक में न्यूट्रॉन की संख्या ज्ञात करने के लिए, समस्थानिक के परमाणु द्रव्यमान से प्रोटॉन की संख्या घटाएँ। तत्व की परमाणु संख्या प्रोटॉन की संख्या के बराबर होती है। न्यूट्रॉन की संख्या की गणना तब आइसोटोप का परमाणु द्रव्यमान बन जाती है शून्य से तत्व की परमाणु संख्या न्यूट्रॉन की संख्या के बराबर होती है। यूरेनियम -235 के लिए, परमाणु संख्या 92, न्यूट्रॉन की संख्या 235-92 = 143, या 143 न्यूट्रॉन है।
परमाणुओं में कण
लगभग सभी परमाणुओं में तीन मुख्य कण होते हैं: प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन परमाणु के नाभिक या केंद्र का निर्माण करते हैं। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की तुलना में बहुत छोटे इलेक्ट्रॉन, प्रकाश की गति से घूमते हुए, नाभिक को घेरते हैं। प्रोटॉन का धनात्मक आवेश होता है, न्यूट्रॉन का कोई आवेश नहीं होता और इलेक्ट्रॉनों का ऋणात्मक आवेश होता है। एक तटस्थ परमाणु में, प्रोटॉन की संख्या इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है, लेकिन न्यूट्रॉन की संख्या हमेशा प्रोटॉन की संख्या के बराबर नहीं होती है।
परमाणुओं की पहचान
एक परमाणु में प्रोटॉन की संख्या निर्धारित करती है कि परमाणु किस प्रकार का तत्व बनाता है। आवर्त सारणी के पहले तत्व हाइड्रोजन में केवल एक प्रोटॉन होता है। आवर्त सारणी में दूसरे स्थान पर स्थित हीलियम में दो प्रोटॉन होते हैं। आवर्त सारणी में 79वें नंबर के सोने में 79 प्रोटॉन होते हैं। तत्वों की आवर्त सारणी परमाणुओं में प्रोटॉन की संख्या के क्रम में तत्वों को दर्शाती है।
परमाणुओं के समस्थानिक
किसी तत्व के समस्थानिक का अर्थ है एक ही परमाणु क्रमांक वाले लेकिन विभिन्न द्रव्यमान संख्या वाले परमाणु। तो, एक तत्व के समस्थानिकों में न्यूट्रॉन की एक अलग संख्या होती है। हाइड्रोजन में तीन समस्थानिक होते हैं। हाइड्रोजन, परमाणु का सबसे सामान्य रूप है, इसमें एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन होता है। हाइड्रोजन के एक समस्थानिक ड्यूटेरियम में अभी भी केवल एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन है, लेकिन इसमें एक न्यूट्रॉन भी है। ट्रिटियम, हाइड्रोजन का एक और समस्थानिक, अभी भी केवल एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन है, लेकिन दो न्यूट्रॉन हैं।
न्यूट्रॉन की गणना
एक परमाणु के द्रव्यमान में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के संयुक्त द्रव्यमान होते हैं। परमाणु के कुल द्रव्यमान में इलेक्ट्रॉनों का द्रव्यमान नगण्य होता है। प्रोटॉन एक परमाणु द्रव्यमान इकाई के बारे में मापते हैं और न्यूट्रॉन केवल एक परमाणु द्रव्यमान इकाई से थोड़ा अधिक मापते हैं। परमाणु में न्यूट्रॉन की संख्या ज्ञात करने के लिए परमाणु द्रव्यमान से परमाणु क्रमांक घटाएं।
आवर्त सारणी पर परमाणु क्रमांक और औसत परमाणु द्रव्यमान पाया जा सकता है। हालाँकि, विभिन्न समस्थानिकों के द्रव्यमान को अक्सर समस्थानिक के नाम के भाग के रूप में लिखा जाता है। यूरेनियम -235 का अर्थ है तत्व यूरेनियम, परमाणु संख्या 92, में 92 प्रोटॉन और 235 का परमाणु द्रव्यमान है। दूसरी ओर, यूरेनियम -238 का द्रव्यमान 238 है लेकिन फिर भी इसमें केवल 92 प्रोटॉन हैं। आइसोटोप लिखने की एक वैकल्पिक विधि परमाणु द्रव्यमान को सुपरस्क्रिप्ट के रूप में और परमाणु संख्या को सबस्क्रिप्ट के रूप में दिखाती है। यूरेनियम-235 को इस प्रकार भी लिखा जा सकता है 23592 यू जहां यू यूरेनियम का मानक संक्षिप्त नाम है।
उदाहरण के तौर पर हाइड्रोजन के समस्थानिकों का उपयोग करते हुए, हाइड्रोजन के "सामान्य" परमाणु का परमाणु द्रव्यमान 1 होता है, और परमाणु संख्या 1 होती है, जिसका अर्थ है कि परमाणु में केवल एक प्रोटॉन होता है। सूत्र का उपयोग करते हुए, 1 का परमाणु द्रव्यमान, परमाणु संख्या, या 1 के प्रोटॉन की संख्या, समीकरण 1-1 = 0 देता है, इसलिए हाइड्रोजन परमाणु में 0 न्यूट्रॉन होते हैं। दूसरी ओर, हाइड्रोजन के एक समस्थानिक ट्रिटियम का परमाणु द्रव्यमान 3 होता है लेकिन हाइड्रोजन की परमाणु संख्या 1 रहती है क्योंकि परमाणु में केवल एक प्रोटॉन होता है। समीकरण का उपयोग करते हुए, परमाणु द्रव्यमान माइनस परमाणु संख्या न्यूट्रॉन की संख्या के बराबर होती है, 3-1 = 2 देता है, इसलिए ट्रिटियम में 2 न्यूट्रॉन होते हैं।
एक अन्य सामान्य तत्व, कार्बन में भी कई समस्थानिक होते हैं। सामान्य कार्बन परमाणु, परमाणु क्रमांक 6, का परमाणु द्रव्यमान 12 होता है। सूत्र का उपयोग करते हुए, परमाणु द्रव्यमान ऋणात्मक परमाणु संख्या न्यूट्रॉन की संख्या के बराबर होती है, यह दर्शाता है कि 12-6=6, इसलिए कार्बन-12 परमाणु में 6 न्यूट्रॉन हैं। कार्बन-१४, १०,००० वर्ष से कम उम्र के जीवाश्मों की रेडियोधर्मी आयु डेटिंग के लिए उपयोग किया जाता है, अभी भी ६ प्रोटॉन हैं लेकिन इसका परमाणु द्रव्यमान १४ है। न्यूट्रॉन की संख्या की गणना एक ही सूत्र का उपयोग करती है, इसलिए 14-6 = 8, इसलिए कार्बन -14 के नाभिक में 8 न्यूट्रॉन होते हैं।