Svaka atomska jezgra, osim vodika, sadrži i protone i neutrone. Nukleusi su premali da bi se vidjeli, čak i s mikroskopom, a nukleoni (što je generički naziv za protone i neutrone) još su manji. To omogućuje brojanje broja neutrona, no znanstvenici još uvijek znaju koliko ih ima u jezgrama svakog izotopa svakog elementa. Kako oni znaju? Oni koriste tehnike poput masene spektrometrije za mjerenje ukupne mase atoma određenog elementa. Jednom kad znaju ukupnu masu, ostalo je lako.
Ukupna masa atoma zbroj je svih njegovih protona, neutrona i elektrona, ali elektroni su toliko lagani da u sve praktične svrhe nisu važni. To znači da je masa elementa zbroj masa njegovih nukleona. Broj protona je jednak za svaki atom određenog elementa, a protoni i neutroni imaju istu masu, pa sve što morate učiniti je od atomske mase oduzeti broj protona, izmjeren u jedinicama atomske mase (amu), i ostaje vam broj neutronima.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Atomska masa jednaka je broju protona plus broju neutrona, pa ćete pronaći broj neutrona oduzimanjem broja protona (tj. atomskog broja) od atomske mase (u atomskoj masi jedinice). Zaokružite atomsku masu na najbliži cijeli broj da biste pronašli broj neutrona u najčešćem izotopu.
Koristite periodni sustav
Periodni sustav navodi sve elemente povećanjem broja protona, tako da mjesto koje element zauzima u tablici automatski vam govori koliko je protona u njegovoj jezgri. Ovo je atomski broj elementa i prikazan je točno ispod simbola za element. Pored njega je još jedan broj, koji je atomska masa. Taj je broj uvijek veći od atomskog broja i često sadrži djelić, jer je to prosjek atomskih masa svih prirodnih izotopa tog elementa. Pomoću nje možete odrediti prosječni broj protona u jezgri tog elementa.
Postupak ne može biti jednostavniji. Zaokružite atomsku masu na najbliži cijeli broj, a zatim od nje oduzmite atomski broj elementa. Razlika je jednaka broju neutrona.
Primjer
1. Koliki je u prosjeku broj neutrona u jezgri urana?
Uran je 92. element u periodnom sustavu, dakle njegov atomski broj 92 i u svojoj jezgri ima 92 protona. Periodni sustav navodi atomsku masu kao 238.039 amu. Zaokružite atomsku masu na 238, oduzmite atomski broj i ostat će vam 146 neutrona. Uran ima velik broj neutrona u odnosu na broj protona, zbog čega su svi njegovi izotopi radioaktivni.
Broj neutrona u izotopu
Broj neutrona u jezgri određenog elementa može varirati, a svaka verzija elementa s karakterističnim brojem neutrona poznata je kao izotop. Svi elementi osim 20 imaju više od jednog izotopa, a neki i mnogo. Tin (Sn) je na vrhu liste s deset izotopa, a slijedi ih ksenon (Xe) s devet.
Svaki se izotop elementa sastoji od čitavog broja protona i neutrona, pa je njegova atomska masa jednostavna suma tih nukleona. Atomska masa izotopa nikada nije razlomljena. Znanstvenici imaju dva načina za označavanje izotopa. Uzimajući za primjer izotop ugljika, možete ga zapisati kao C-14 ili 14C. Broj je atomska masa. Oduzmimo atomski broj elementa od atomske mase izotopa i rezultat je broj neutrona u jezgri tog izotopa.
U slučaju C-14, atomski broj ugljika je 6, tako da u jezgri mora biti 8 neutrona. To je dva više od uobičajenog, uravnoteženog izotopa, C-12. Dodatna masa čini C-14 radioaktivnim.