ყველა ატომური ბირთვი, წყალბადის გარდა, შეიცავს როგორც პროტონებს, ასევე ნეიტრონებს. ბირთვები ძალიან მცირეა, თუნდაც მიკროსკოპით, ხოლო ნუკლეონები (რაც პროტონისა და ნეიტრონის ზოგადი ტერმინია) კიდევ უფრო მცირეა. ეს საშუალებას გვაძლევს გამოვთვალოთ ნეიტრონების რაოდენობა, მაგრამ მეცნიერებმა ჯერ კიდევ იციან რამდენია თითოეული ელემენტის იზოტოპის ბირთვებში. საიდან იციან ისინი? ისინი იყენებენ ტექნიკას, როგორიცაა მასის სპექტრომეტრია, კონკრეტული ელემენტის ატომების მთლიანი მასის გასაზომად. მას შემდეგ, რაც მათ იციან საერთო მასა, დანარჩენი ადვილია.
ატომის მთლიანი მასა არის მისი ყველა პროტონის, ნეიტრონისა და ელექტრონის ჯამი, მაგრამ ელექტრონები იმდენად მსუბუქია, რომ ყველა პრაქტიკული მიზნისთვის მათ მნიშვნელობა არ აქვთ. ეს ნიშნავს, რომ ელემენტის მასა არის მისი ნუკლეონის მასების ჯამი. პროტონის რაოდენობა იგივე ელემენტის თითოეული ატომისთვის იგივეა, ხოლო პროტონებსა და ნეიტრონებს ერთი და იგივე მასა აქვთ, ასე რომ ყველა თქვენ უნდა do არის ატომური მასის გამოკლება პროტონის რაოდენობისა, იზომება ატომური მასის ერთეულებში (amu), და შენ დარჩება ნეიტრონები.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
ატომური მასა უდრის პროტონის პლუს ნეიტრონების რაოდენობას, ასე რომ თქვენ პოულობთ მათ რიცხვს ნეიტრონების ატომური მასიდან პროტონების (ანუ ატომური რიცხვის) რაოდენობის გამოკლებით (ატომურ მასაში) ერთეული). მრგვალდება ატომური მასა უახლოეს მთელ რიცხვამდე, რათა იპოვოთ ნეიტრონების რაოდენობა ყველაზე გავრცელებულ იზოტოპში.
გამოიყენეთ პერიოდული ცხრილი
პერიოდული ცხრილი ჩამოთვლის ყველა ელემენტს პროტონის რაოდენობის გაზრდით, ამიტომ ადგილი, რომელსაც ელემენტი იკავებს, ავტომატურად გიჩვენებთ რამდენი პროტონია მის ბირთვში. ეს არის ელემენტის ატომური რიცხვი და იგი აისახება ელემენტის სიმბოლოს ქვეშ. მის გვერდით არის კიდევ ერთი რიცხვი, რომელიც არის ატომური მასა. ეს რიცხვი ყოველთვის აღემატება მის ატომურ რიცხვს და ხშირად შეიცავს წილადს, რადგან ეს არის ამ ელემენტის ატომური მასების საშუალო და ყველა ბუნებრივად არსებული იზოტოპი. მისი გამოყენება შეგიძლიათ ამ ელემენტის ბირთვში პროტონის საშუალო რაოდენობის დასადგენად.
პროცედურა არ შეიძლება იყოს უფრო მარტივი. მრგვალდება ატომური მასა უახლოეს მთელ რიცხვამდე, შემდეგ კი მას გამოვაკლებთ ელემენტის ატომურ რიცხვს. სხვაობა ტოლია ნეიტრონების რაოდენობას.
მაგალითი
1. რა არის ნეიტრონების რაოდენობა, საშუალოდ, ურანის ბირთვში?
ურანი პერიოდული სისტემის 92-ე ელემენტია, ამიტომ მისი ატომური რიცხვი 92 და ბირთვში მას აქვს 92 პროტონი. პერიოდულ ცხრილში ატომური მასა ჩამოთვლილია 238.039 amu. ატომური მასა მრგვალდება 238-ზე, გამოაკლებ ატომურ რიცხვს და დარჩება 146 ნეიტრონი. ურანს აქვს დიდი რაოდენობით ნეიტრონები პროტონების რაოდენობასთან შედარებით, რის გამოც მისი ყველა იზოტოპი რადიოაქტიურია.
ნეიტრონების რაოდენობა იზოტოპში
ნეიტრონების რაოდენობა კონკრეტული ელემენტის ბირთვში შეიძლება განსხვავდებოდეს და ელემენტის თითოეული ვერსია ნეიტრონების დამახასიათებელი რაოდენობით ცნობილია როგორც იზოტოპი. ყველა გარდა 20 ელემენტს აქვს ერთზე მეტი იზოტოპი და ზოგს მრავალი. კალის (Sn) პირველ ადგილზეა ათი იზოტოპი, შემდეგ მოდის ქსენონი (Xe) ცხრათ.
ელემენტის თითოეული იზოტოპი შედგება პროტონებისა და ნეიტრონების მთელი რაოდენობისგან, ამიტომ მისი ატომური მასა ამ ნუკლეონების მარტივი ჯამია. ატომური მასა იზოტოპისთვის არასდროს არის ფრაქციული. იზოტოპის აღნიშვნის ორი გზა აქვთ მეცნიერებს. ნახშირბადის იზოტოპის მაგალითის სახით შეგიძლიათ დაწეროთ როგორც C-14 ან 14გ. რიცხვი არის ატომური მასა. ელემენტის ატომური რიცხვის გამოკლება იზოტოპის ატომური მასიდან და შედეგია ნეიტრონების რაოდენობა ამ იზოტოპის ბირთვში.
C-14– ის შემთხვევაში ნახშირბადის ატომური რაოდენობაა 6, ამიტომ ბირთვში უნდა იყოს 8 ნეიტრონი. ეს არის ორით მეტი ვიდრე უფრო გავრცელებული, დაბალანსებული იზოტოპი, C-12. დამატებითი მასა ქმნის C-14 რადიოაქტიურს.