Hogyan lehet megtalálni, hogy hány proton, neutron és elektron van izotópokban?

Az anyag sokféle méretben, formában és színben kapható. Tekintsünk klórt, sárgás gázt vagy ólmot, szürke-fekete szilárd anyagot vagy higanyot, ezüstös folyadékot. Három nagyon különböző elem, mindegyik anyag csak egyfajta atomból készül. Az anyagbeli különbségek az atomi szerkezet legapróbb eltéréseit jelentik.

TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)

Értsd meg, hogy egy elem izotópjainak tömegszáma eltérő, de protonjaik száma azonos. A periódusos rendszer segítségével keresse meg az elem atomszámát. Az atomszám megegyezik a protonok számával. Egy kiegyensúlyozott atomban az elektronok száma megegyezik a protonok számával. Egy kiegyensúlyozatlan atomban az elektronok száma megegyezik a protonok számával, plusz az ion töltésének ellentéte. Számítsa ki a neutronok számát úgy, hogy kivonja az atomszámot a tömegszámból. Ha egy adott izotóp tömegszáma nem ismert, használja a periódusos rendszerben kerekített atomtömeget a legközelebbi egész számra, levonva az atomszámot a neutronok átlagos számának meghatározásához elem.

Három fő részecske alkot minden atomot. A protonok és a neutronok az atom középpontjában lévő magban csoportosulnak. Az elektronok forogó felhőt képeznek a mag körül. A protonok és a neutronok alkotják az atomok tömegét. Az elektronok, a protonokhoz és a neutronokhoz képest apró részecskék, nagyon keveset járulnak hozzá az atomok teljes tömegéhez.

Ugyanazon elem atomjai ugyanannyi protonnal rendelkeznek. Az összes rézatomnak 29 protonja van. Minden héliumatomnak 2 protonja van. Az izotópok akkor fordulnak elő, ha ugyanazon elem atomjainak tömege eltér. Mivel egy elem protonjainak száma nem változik, a tömegkülönbség a különböző neutronszám miatt következik be. A réznek például két izotópja van, a réz-63 és a réz-65. A Copper-63-nak 29 protonja van és tömegszáma 63. A Copper-65-nek 29 protonja van, tömegszáma 65. A hélium 2 protonnal rendelkezik, és tömegszáma szinte mindig 4. Nagyon ritkán a hélium képezi a hélium-3 izotópot, amelynek még 2 protonja van, de tömegszáma 3.

Az izotóp képletének egyik módszerével az elem nevét vagy szimbólumát a tömegszám követi, mint hélium-4 vagy He-4. Az izotópok másik rövidítése alapján a tömegszám felső indexként, az atomszám pedig indexként látható, mindkettő az atomi szimbólum előtt látható. Például, ⁴₂A hélium izotópot a 4. tömegszámmal jelöli.

Az elemek periódusos rendszerének elrendezése alapvető információkat szolgáltat az atomokban lévő protonok, neutronok és elektronok számának megtalálásához. A modern periódusos rendszer az elemeket protonjaik sorrendjébe rendezi. Az asztal első elemének, a hidrogénnek egy protonja van. Az asztal utolsó elemének (legalábbis egyelőre), az Oganessonnak vagy az Ununoctiumnak 118 protonja van.

A periódusos rendszerben szereplő atomszám azonosítja az elem bármely atomjában lévő protonok számát. A 29. atomszámú réz 29 protonnal rendelkezik. Egy elem atomszámának megtalálása feltárja a protonok számát.

Egy elem izotópjai közötti különbség a neutronok számától függ. Az izotópban található neutronok számának megkereséséhez keresse meg az izotóp tömegszámát és az atomszámot. Az atomszám vagy a protonok száma a periódusos rendszerben található. Az atomi tömeg, amelyet a periódusos rendszer is tartalmaz, az elem összes izotópjának súlyozott átlaga. Ha nincs azonosítva izotóp, akkor az atomtömeg a legközelebbi egész számra kerekíthető és felhasználható a neutronok átlagos számának meghatározására.

Például a higany atomtömege 200,592. A higanynak számos izotópja van, tömegszáma 196 és 204 között mozog. Az átlagos atomtömeg felhasználásával számítsa ki a neutronok átlagos számát úgy, hogy először kerekíti az atomtömeget 200,592-ről 201-re. Most vonja le a protonok számát (80) az atomi tömegből (201-80), hogy megtalálja a neutronok átlagos számát (121).

Ha egy izotóp tömegszáma ismert, akkor kiszámítható a neutronok tényleges száma. A neutronok számának kiszámításához használja ugyanazt a képletet, tömegszám mínusz atomszám. A higany esetében a leggyakoribb izotóp a higany-202. Használja a 202-80 = 122 egyenletet annak megállapítására, hogy a higany-202-nek 122 neutronja van.

A semleges izotópnak nincs töltése, ami azt jelenti, hogy a pozitív és a negatív töltés egyensúlyban van egy semleges izotópban. Semleges izotópban az elektronok száma megegyezik a protonok számával. A protonok számának megismeréséhez hasonlóan az semleges izotópban található elektronok számához meg kell találni az elem atomszámát.

Egy ionban, egy pozitív vagy negatív töltésű izotópban a protonok száma nem egyenlő az elektronok számával. Ha a protonok száma meghaladja az elektronokat, akkor az izotópnak több pozitív töltése van, mint negatív töltésének. Más szavakkal, a protonok száma megegyezik a pozitív töltéssel megegyező számmal az elektronok számával. Ha az elektronok száma meghaladja a protonok számát, az ion töltése negatív lesz. Az elektronok számának meghatározásához adja hozzá a töltés egyensúlyhiányának ellentétét a protonok számához.

Például, ha egy izotóp -3 töltéssel rendelkezik, mint a foszfor esetében (15. atomszám), akkor az elektronok száma hárommal nagyobb, mint a protonok száma. Az elektronok számításakor ekkor 15 + (- 1) (- 3) vagy 15 + 3 = 18, vagy 18 elektron lesz. Ha egy izotóp +2 töltéssel rendelkezik, mint a stronciumnál (38-as atomszám), akkor az elektronok száma kettővel kevesebb, mint a protonok száma. Ebben az esetben a számítás 38 + (- 1) (+ 2) = 38-2 = 36 lesz, tehát az ionnak 36 elektronja van. Az ionok szokásos gyorsírása az atomi szimbólumot követő felső indexként mutatja a töltés egyensúlyhiányát. A foszfor példában az iont P-ként írnánk^-3.