Cara Menemukan Berapa Banyak Proton, Neutron & Elektron Dalam Isotop

Materi datang dalam berbagai ukuran, bentuk dan warna. Pertimbangkan klorin, gas kekuningan, atau timbal, padatan abu-abu-hitam, atau merkuri, cairan keperakan. Tiga unsur yang sangat berbeda, masing-masing bahan hanya terbuat dari satu jenis atom. Perbedaan materi bermuara pada perbedaan terkecil dalam struktur atom.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Pahami bahwa isotop suatu unsur memiliki nomor massa yang berbeda tetapi jumlah proton yang sama. Dengan menggunakan Tabel Periodik, temukan nomor atom unsur tersebut. Nomor atom sama dengan jumlah proton. Dalam atom yang seimbang, jumlah elektron sama dengan jumlah proton. Dalam atom yang tidak seimbang, jumlah elektron sama dengan jumlah proton ditambah kebalikan dari muatan ion. Hitung jumlah neutron dengan mengurangkan nomor atom dari nomor massa. Jika nomor massa isotop tertentu tidak diketahui, gunakan massa atom dari Tabel Periodik, dibulatkan ke bilangan bulat terdekat, dikurangi nomor atom untuk menemukan jumlah rata-rata neutron untuk elemen.

Tiga partikel utama membentuk setiap atom. Proton dan neutron berkerumun di inti atom di pusat atom. Elektron membentuk awan berputar di sekitar nukleus. Proton dan neutron membentuk massa atom. Elektron, sangat kecil dibandingkan dengan proton dan neutron, berkontribusi sangat kecil terhadap keseluruhan massa atom.

Atom-atom dari unsur yang sama memiliki jumlah proton yang sama. Semua atom tembaga memiliki 29 proton. Semua atom helium memiliki 2 proton. Isotop terjadi ketika atom dari unsur yang sama memiliki massa yang berbeda. Karena jumlah proton suatu unsur tidak berubah, perbedaan massa terjadi karena jumlah neutron yang berbeda. Tembaga, misalnya, memiliki dua isotop, tembaga-63 dan tembaga-65. Tembaga-63 memiliki 29 proton dan nomor massa 63. Tembaga-65 memiliki 29 proton dan nomor massa 65. Helium memiliki 2 proton dan hampir selalu memiliki nomor massa 4. Sangat jarang, helium membentuk isotop helium-3, yang masih memiliki 2 proton tetapi memiliki nomor massa 3.

Salah satu metode penulisan rumus isotop menunjukkan nama atau simbol unsur yang diikuti dengan nomor massa, seperti helium-4 atau He-4. Identifikasi singkat lain dari isotop menunjukkan nomor massa sebagai superskrip dan nomor atom sebagai subskrip, keduanya ditampilkan sebelum simbol atom. Sebagai contoh, ⁴₂Dia menunjukkan isotop helium dengan nomor massa 4.

Susunan Tabel Periodik Unsur memberikan informasi penting untuk menemukan jumlah proton, neutron, dan elektron dalam atom. Tabel Periodik modern menempatkan unsur-unsur dalam urutan proton mereka. Unsur pertama di atas meja, hidrogen, memiliki satu proton. Unsur terakhir (setidaknya untuk saat ini) di atas meja, Oganesson atau Ununoctium, memiliki 118 proton.

Nomor atom pada Tabel Periodik mengidentifikasi jumlah proton dalam atom apa pun dari unsur itu. Tembaga, nomor atom 29, memiliki 29 proton. Menemukan nomor atom suatu unsur mengungkapkan jumlah proton.

Perbedaan antara isotop suatu unsur tergantung pada jumlah neutron. Untuk menemukan jumlah neutron dalam suatu isotop, temukan nomor massa isotop dan nomor atomnya. Nomor atom, atau jumlah proton, ditemukan pada Tabel Periodik. Massa atom, juga ditemukan pada Tabel Periodik, adalah rata-rata tertimbang dari semua isotop unsur. Jika tidak ada isotop yang teridentifikasi, massa atom dapat dibulatkan ke bilangan bulat terdekat dan digunakan untuk menemukan jumlah rata-rata neutron.

Misalnya, massa atom merkuri adalah 200.592. Merkurius memiliki beberapa isotop dengan nomor massa mulai dari 196 hingga 204. Dengan menggunakan massa atom rata-rata, hitung jumlah rata-rata neutron dengan terlebih dahulu membulatkan massa atom dari 200.592 menjadi 201. Sekarang, kurangi jumlah proton, 80, dari massa atom, 201-80, untuk menemukan jumlah rata-rata neutron, 121.

Jika nomor massa suatu isotop diketahui, jumlah neutron yang sebenarnya dapat dihitung. Gunakan rumus yang sama, nomor massa dikurangi nomor atom, untuk menghitung jumlah neutron. Dalam kasus merkuri, isotop yang paling umum adalah merkuri-202. Gunakan persamaan, 202-80=122, untuk menemukan bahwa merkuri-202 memiliki 122 neutron.

Isotop netral tidak memiliki muatan, artinya muatan positif dan negatif seimbang dalam isotop netral. Dalam isotop netral, jumlah elektron sama dengan jumlah proton. Seperti menemukan jumlah proton, menemukan jumlah elektron dalam isotop netral membutuhkan menemukan nomor atom unsur.

Dalam ion, isotop dengan muatan positif atau negatif, jumlah proton tidak sama dengan jumlah elektron. Jika jumlah proton melebihi jumlah elektron, isotop memiliki lebih banyak muatan positif daripada muatan negatif. Dengan kata lain, jumlah proton melebihi jumlah elektron dengan jumlah yang sama dengan muatan positif. Jika jumlah elektron melebihi jumlah proton, muatan ion akan negatif. Untuk menemukan jumlah elektron, tambahkan kebalikan dari ketidakseimbangan muatan dengan jumlah proton.

Misalnya, jika sebuah isotop memiliki muatan -3, seperti halnya fosfor (nomor atom 15), maka jumlah elektron adalah tiga lebih besar dari jumlah proton. Menghitung jumlah elektron kemudian menjadi 15+(-1)(-3) atau 15+3=18, atau 18 elektron. Jika sebuah isotop memiliki muatan +2, seperti halnya strontium (nomor atom 38), maka jumlah elektron adalah dua lebih sedikit dari jumlah proton. Dalam hal ini, perhitungannya menjadi 38+(-1)(+2)=38-2=36, sehingga ion tersebut memiliki 36 elektron. Singkatan biasa untuk ion menunjukkan ketidakseimbangan muatan sebagai superskrip yang mengikuti simbol atom. Dalam contoh fosfor, ion akan ditulis sebagai P^-3.