אטומים מרכיבים את כל העניין. כל המסה והנפח, הגדולה או הקטנה, מכילה אטומים. למרבה הפלא, האטומים הזעירים מכילים חלקיקים קטנים עוד יותר. פרוטונים, נויטרונים ואלקטרונים הם שלושת המרכיבים העיקריים של כל האטומים. מספרם וסידורם של שלושת החלקיקים הקטנים הללו ללא דמיון קובעים את המאפיינים וההתנהגות של האטומים המכילים אותם.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
כדי למצוא את מספר הנויטרונים באיזוטופ, הפחיתו את מספר הפרוטונים ממסת האטום של האיזוטופ. המספר האטומי של היסוד שווה למספר הפרוטונים. חישוב מספר הנייטרונים הופך אז למסה אטומית של האיזוטופ פחות המספר האטומי של היסוד שווה למספר הנייטרונים. עבור אורניום -235, מספר אטומי 92, מספר הנויטרונים הוא 235-92 = 143, או 143 נויטרונים.
חלקיקים באטומים
כמעט כל האטומים מכילים שלושה חלקיקים עיקריים: פרוטונים, נויטרונים ואלקטרונים. פרוטונים ונויטרונים מהווים את הגרעין, או את מרכז האטום. אלקטרונים, קטנים בהרבה מהפרוטונים והנייטרונים, מקיפים את הגרעין, רוכסים סביב האור. לפרוטונים יש מטען חיובי, לנייטרונים אין מטען, ולאלקטרונים יש מטען שלילי. באטום ניטרלי, מספר הפרוטונים שווה למספר האלקטרונים, אך מספר הנייטרונים לא תמיד שווה למספר הפרוטונים.
זיהוי אטומים
מספר הפרוטונים באטום קובע איזה סוג יסוד האטום יוצר. למימן, היסוד הראשון בטבלה המחזורית, יש רק פרוטון אחד. הליום, השני בטבלה המחזורית, כולל שני פרוטונים. לזהב, מספר 79 בטבלה המחזורית, יש 79 פרוטונים. הטבלה המחזורית של היסודות מציגה את האלמנטים לפי סדר הפרוטונים באטומים.
איזוטופים של אטומים
איזוטופ של יסוד פירושו אטומים עם אותו מספר אטומי אך מספרים שונים של מסה. אז, לאיזוטופים של יסוד יש מספר שונה של נויטרונים. למימן יש שלושה איזוטופים. למימן, הצורה הנפוצה ביותר של האטום, יש פרוטון אחד ואלקטרון אחד. לדאוטריום, איזוטופ אחד של מימן, עדיין יש רק פרוטון אחד ואלקטרון אחד, אך יש לו גם נויטרון אחד. טריטיום, איזוטופ נוסף של מימן, עדיין כולל רק פרוטון אחד ואלקטרון אחד, אך יש לו שני נויטרונים.
חישוב נויטרונים
המסה של אטום מורכבת מההמונים המשולבים של הפרוטונים והניטרונים. מסת האלקטרונים זניחה במסה הכוללת של האטום. פרוטונים מודדים בערך יחידת מסה אטומית אחת ונויטרונים מודדים רק מעט יותר מיחידת מסת אטומית אחת. כדי למצוא את מספר הנויטרונים באטום, הפחת את המספר האטומי מהמסה האטומית.
המספר האטומי והמסה האטומית הממוצעת נמצאים בטבלה המחזורית. מסה של איזוטופים שונים נכתבת לעתים קרובות כחלק משמו של האיזוטופ. אורניום -235 פירושו היסוד אורניום, מספר אטומי 92, בעל 92 פרוטונים ומסה אטומית של 235. מצד שני, לאורניום 238 יש מסה של 238 אך עדיין יש לו רק 92 פרוטונים. שיטה חלופית לכתיבת איזוטופ מראה את המסה האטומית ככתב עליון ואת המספר האטומי כתת-משנה. ניתן לכתוב את אורניום 235 כמו 23592 U כאשר U הוא הקיצור הסטנדרטי לאורניום.
אם משתמשים באיזוטופי המימן כדוגמאות, לאטום "הרגיל" של מימן יש מסה אטומית של 1, ומספר האטום הוא 1, כלומר לאטום יש רק פרוטון אחד. בעזרת הנוסחה, המסה האטומית של 1 פחות המספר האטומי, או מספר הפרוטונים, של 1 נותנת את המשוואה 1-1 = 0, כך שלאטום המימן יש 0 נויטרונים. מצד שני, לטריטיום, איזוטופ של מימן, מסה אטומית של 3 אך מספר האטום של מימן נשאר 1 מכיוון שלאטום יש רק פרוטון אחד. באמצעות המשוואה, מסה אטומית מינוס מספר אטומי שווה למספר הנייטרונים, נותנת 3-1 = 2, כך שלטריטיום יש 2 נויטרונים.
אלמנט נפוץ נוסף, פחמן, כולל גם כמה איזוטופים. אטום הפחמן הרגיל, מספר האטום 6, הוא בעל מסה אטומית של 12. בעזרת הנוסחה, מסה אטומית מינוס מספר אטומי שווה למספר נויטרונים, מראה 12-6 = 6, כך שבאטום הפחמן 12 יש 6 נויטרונים. לפחמן 14, המשמש לתאריכי גיל רדיואקטיביים של מאובנים מתחת לגיל 10,000, יש עדיין 6 פרוטונים אך מסתו האטומית היא 14. חישוב מספר הנייטרונים משתמש באותה נוסחה, כך ש- 14-6 = 8, ולכן יש לפחמן 14 גרעין 8 נויטרונים.