Hogyan lehet megtalálni az izotópban lévő neutronok számát

Az atomok alkotják az anyagot. Minden tömegű és térfogatú, nagy vagy kicsi, atomokat tartalmaz. Elképesztő módon az apró atomok még kisebb részecskéket tartalmaznak. A protonok, a neutronok és az elektronok az atomok három fő alkotóeleme. Ennek a három elképzelhetetlenül kis részecskének a száma és elrendezése határozza meg az azokat tartalmazó atomok tulajdonságait és viselkedését.

TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)

Az izotópban található neutronok számának meghatározásához vonja le a protonok számát az izotóp atomtömegéből. Az elem atomszáma megegyezik a protonok számával. A neutronok számának kiszámítása ekkor az izotóp atomtömegévé válik, mínusz az elem atomszáma megegyezik a neutronok számával. A 92-es atomszámú urán-235 esetében a neutronok száma 235-92 = 143 vagy 143 neutron.

Szinte az összes atom három fő részecskét tartalmaz: protonokat, neutronokat és elektronokat. A protonok és a neutronok alkotják az atom magját vagy központját. A protonoknál és neutronoknál jóval kisebb elektronok köröznek a mag körül, fénysebességgel körülzárva. A protonok pozitív töltéssel rendelkeznek, a neutronok nem töltődnek fel, az elektronok pedig negatív töltéssel rendelkeznek. Semleges atomban a protonok száma megegyezik az elektronok számával, de a neutronok száma nem mindig egyenlő a protonok számával.

Az atomban lévő protonok száma meghatározza, hogy az atom milyen elemet képez. A hidrogénnek, amely a periódusos rendszer első eleme, csak egy protonja van. A periódusos rendszer második helyezett héliumának két protonja van. A periódusos rendszer 79. számában szereplő aranynak 79 protonja van. Az elemek periódusos táblázata az elemeket az atomokban lévő protonok számának sorrendjében mutatja.

Az elem izotópja azonos atomszámú, de különböző tömegszámú atomokat jelent. Tehát egy elem izotópjainak eltérő a neutronja. A hidrogénnek három izotópja van. A hidrogénnek, az atom leggyakoribb formájának egy protonja és egy elektronja van. A deutériumnak, a hidrogén egy izotópjának még mindig csak egy protonja és egy elektronja van, de van egy neutronja is. A tríciumnak, a hidrogén másik izotópjának még mindig csak egy protonja és egy elektronja van, de két neutronja van.

Az atom tömege a protonok és a neutronok együttes tömegéből áll. Az elektronok tömege elhanyagolható az atom teljes tömegében. A protonok körülbelül egy atomi tömegegységet mérnek, a neutronok pedig csak valamivel többet, mint egy atomi tömeg egységet. Az atomban lévő neutronok számának meghatározásához vonja le az atomszámot az atomtömegből.

Az atomszám és az átlagos atomtömeg megtalálható a periódusos rendszerben. A különböző izotópok tömegét azonban gyakran az izotóp nevének részeként írják. Az urán-235 azt jelenti, hogy a 92-es atomszámú urán 92 protonnal és 235-es atomtömeggel rendelkezik. Másrészt az urán-238 tömege 238, de ennek ellenére csak 92 protonja van. Az izotóp megírásának alternatív módszere az atomi tömeget felső indexként, az atomszámot pedig indexként mutatja. Az Urán-235-et úgy is lehet írni ²³⁵₉₂ U ahol U az urán standard rövidítése.

Például a hidrogén-izotópokat használva a "normál" hidrogénatom atomtömege 1, az atomszáma pedig 1, vagyis az atomnak csak egy protonja van. A képletet használva az 1 atomi tömege mínusz az 1 atomszáma vagy protonjainak száma az 1-1 = 0 egyenletet adja, tehát a hidrogénatomnak 0 neutronja van. Másrészt a tríciumnak, a hidrogén izotópjának atomtömege 3, de a hidrogénatom száma 1 marad, mert az atomnak csak egy protonja van. Az egyenlet felhasználásával az atomtömeg mínusz atomszám megegyezik a neutronok számával, 3-1 = 2-t ad, tehát a tríciumnak 2 neutronja van.

Egy másik gyakori elem, a szén, szintén több izotóppal rendelkezik. A 6. atomszámú normál szénatom atomtömege 12. A képletet használva az atomtömeg mínusz atomszám megegyezik a neutronok számával, 12-6 = 6-ot mutat, tehát a 12-szénatomnak 6 neutronja van. A 10 000 évesnél fiatalabb kövületek radioaktív korú datálására használt szén-14 még mindig 6 protonnal rendelkezik, atomtömege azonban 14. A neutronok számának kiszámítása ugyanazt a képletet használja, tehát 14-6 = 8, tehát a szén-14 magjában 8 neutron található.