כל גרעין אטומי, למעט מימן, מכיל גם פרוטונים וגם נויטרונים. גרעינים קטנים מכדי לראותם, אפילו עם מיקרוסקופ, והנוקלאונים (שזה המונח הגנרי לפרוטונים ונויטרונים) קטנים עוד יותר. זה מאפשר לספור את מספר הנויטרונים, ובכל זאת מדענים עדיין יודעים כמה הם בגרעינים של כל איזוטופ של כל יסוד. איך הם יודעים? הם משתמשים בטכניקות כגון ספקטרומטריית מסה למדידת המסה הכוללת של האטומים של יסוד מסוים. ברגע שהם יודעים את המסה הכוללת, השאר קל.
המסה הכוללת של האטום היא סכום כל הפרוטונים, הנייטרונים והאלקטרונים שלו, אך האלקטרונים קלים כל כך, שלכל מטרה מעשית, הם אינם חשובים. כלומר המסה של יסוד היא סכום המוני הגרעינים שלו. מספר הפרוטונים זהה לכל אטום של יסוד מסוים, ולפרוטונים ונויטרונים יש אותה מסה, אז כל מה שאתה צריך לעשות זה להפחית את מספר הפרוטונים ממסת האטום, הנמדדת ביחידות מסה אטומית (אמו), ונותרת עם מספר נויטרונים.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
המסה האטומית שווה למספר הפרוטונים בתוספת מספר הנויטרונים, כך שתמצא את מספרם נויטרונים על ידי חיסור מספר הפרוטונים (כלומר המספר האטומי) מהמסה האטומית (במסה האטומית יחידות). לעגל את המסה האטומית למספר השלם הקרוב ביותר כדי למצוא את מספר הנויטרונים באיזוטופ הנפוץ ביותר.
השתמש בטבלה המחזורית
הטבלה המחזורית מפרטת את כל היסודות לפי הגדלת מספר הפרוטונים, כך שהמקום שתופס אלמנט בטבלה אומר לך אוטומטית כמה פרוטונים נמצאים בגרעין שלו. זהו המספר האטומי של היסוד והוא מוצג ממש מתחת לסמל היסוד. לידו מספר נוסף שהוא המסה האטומית. המספר הזה תמיד גדול מהמספר האטומי שהוא מכיל לעיתים קרובות שבר, כי זה ממוצע של המסה האטומית של כל האיזוטופים הטבעיים של אותו יסוד. אתה יכול להשתמש בו כדי לקבוע את מספר הפרוטונים הממוצע בגרעין של אותו יסוד.
ההליך לא יכול להיות פשוט יותר. מעגל את המסה האטומית למספר השלם הקרוב ביותר, ואז מחסר ממנה את מספר האטום של היסוד. ההפרש שווה למספר הנויטרונים.
דוגמא
1. מה מספר הנויטרונים בממוצע בגרעין האורניום?
אורניום הוא היסוד ה 92 בטבלה המחזורית, ולכן מספר האטום שלו 92 ויש לו 92 פרוטונים בגרעין שלו. הטבלה המחזורית מפרטת את המסה האטומית כ 238.039 אמו. עגול את המסה האטומית ל -238, חיסר את מספר האטום ונשאר לך 146 נויטרונים. לאורניום יש מספר גדול של נויטרונים יחסית למספר הפרוטונים, ולכן כל האיזוטופים שלו רדיואקטיביים.
מספר הנייטרונים באיזוטופ
מספר הנויטרונים בגרעין של יסוד מסוים יכול להשתנות, וכל גרסת היסוד עם מספר הנויטרונים האופייני לה ידועה כאיזוטופ. לכל היסודות מלבד 20 יש יותר מאיזוטופ אחד, ולחלקם יש הרבה. פח (Sn) בראש הרשימה עם עשרה איזוטופים ואחריו קסנון (Xe) עם תשעה.
כל איזוטופ של יסוד מורכב ממספר שלם של פרוטונים ונויטרונים, ולכן המסה האטומית שלו היא הסכום הפשוט של אותם גרעינים. המסה האטומית של איזוטופ לעולם אינה חלקית. למדענים יש שתי דרכים לציון איזוטופ. אם ניקח איזוטופ של פחמן כדוגמה, אתה יכול לכתוב אותו כ- C-14 או 14ג. המספר הוא המסה האטומית. מחסרים את המספר האטומי של היסוד מהמסה האטומית של האיזוטופ, והתוצאה היא מספר הנויטרונים בגרעין של איזוטופ זה.
במקרה של C-14, המספר האטומי של פחמן הוא 6, ולכן חייבים להיות 8 נויטרונים בגרעין. זה שניים יותר מהאיזוטופ השכיח והמאוזן יותר, C-12. המסה הנוספת הופכת את C-14 לרדיואקטיבי.