היכן ממוקמת רוב המיסה של אטום?

מעל 99.9 אחוז ממסת האטום שוכן בגרעין. הפרוטונים והנייטרונים שבמרכז האטום כבדים פי כ -2,000 מהאלקטרונים שמקיפים אותו. מכיוון שהאלקטרונים כה קלים בהשוואה, הם מייצגים רק חלק זעיר של אחוז ממשקלו הכולל של האטום.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

עיקר המסה של האטום נמצאת בגרעין.

אטומים בודדים הם בעלי מסות קטנות במיוחד, ומכאן נובע כי לחלקיקים המרכיבים אטום יש מסות קטנות עוד יותר. פרוטון, למשל, שוקל 1.673 x 10^-24 ז. הנויטרון מעט כבד יותר בגודל 1.675 x 10^-24 ז. אלקטרון הוא הרבה יותר קל, ב 9.11 x 10^-28 ז.

באטומים ניטרליים חשמל יש מספר שווה של פרוטונים ואלקטרונים. המטען על כל אלקטרון הוא באותה כמות כמו על הפרוטון, אם כי של סימנים מנוגדים. לפרוטונים יש מטען חיובי; אלקטרונים שליליים. מספר הנייטרונים הוא קצת יותר קשה להגדרה שכן הוא יכול להיות שונה אפילו לאטומים מאותו יסוד. לדוגמא, לפחמן 12 יש שישה פרוטונים ושישה נויטרונים; בגרעין הפחמן הרדיואקטיבי 14 יש שישה פרוטונים ושמונה נויטרונים. לאטומים יש את רוב המסה שלהם בגרעין לא רק בגלל שהפרוטונים והנייטרונים הם כבדים יותר מהאלקטרונים, אלא גם בגלל שפרוטונים והנייטרונים ביחד הם רבים על האלקטרונים בערך ב -2: 1.

אטומים מאותו יסוד יכולים להיות בעלי מספר שונה של נויטרונים. כימאים מכנים אטומים קשורים אלה איזוטופים. מספר האיזוטופים משתנה עבור כל אלמנט. הפח הוא האלוף האיזוטופי עם 63, ואילו במימן יש הכי מעט - שלושה. כימאים קובעים את המסה של כל איזוטופ על ידי ספירת הפרוטונים והנייטרונים. הם מתעלמים מהאלקטרונים מכיוון שהמסה שלהם כל כך קטנה בהשוואה. מטעמי נוחות, כימאים פיתחו את יחידת המסה האטומית (AMU) למדידת משקל אטומי. זה מוגדר כ 1/12 ממסת האטום הפחמן 12, ולכן המסה האטומית של פחמן 12 היא 12. בגלל ההבדל הקל בהמוני הפרוטון והנויטרון, כמו גם מסיבות אחרות, המסה האטומית של רוב היסודות והאיזוטופים האחרים אינה מסתדרת למספרים שלמים.

כשאתה מחפש את המסה האטומית של יסוד בטבלה המחזורית, המספר שאתה רואה הוא הממוצע של כל האיזוטופים של היסוד. הממוצע מותאם לשפע היחסי של כל איזוטופ. כתוצאה מכך, לאיזוטופים נדירים יש השפעה קטנה יותר, ולשכיחים השפעה גדולה יותר בממוצע. לדוגמא, המסה האטומית הממוצעת הרשומה לפחמן אינה בדיוק 12 אלא 12.01. האיזוטופים הכבדים יותר כמו פחמן 13 ופחמן 14 קיימים בכמויות זעירות המגדילות מעט את המסה הממוצעת.

עבור כל יסוד בטבלה המחזורית, המספר על גבי סמל היסוד הוא המספר האטומי. זה פשוט מספר הפרוטונים של היסוד. בניגוד למסה אטומית, המספר האטומי זהה לכל איזוטופ ותמיד הוא מספר שלם.