Kiekviename atomo branduolyje, išskyrus vandenilį, yra ir protonų, ir neutronų. Branduoliai yra per maži, kad juos būtų galima pamatyti net naudojant mikroskopą, o nukleonai (tai yra bendras protonų ir neutronų terminas) yra dar mažesni. Tai leidžia suskaičiuoti neutronų skaičių, tačiau mokslininkai vis dar žino, kiek jų yra kiekvieno elemento kiekvieno izotopo branduoliuose. Iš kur jie žino? Jie naudoja tokius metodus kaip masių spektrometrija, kad matuotų bendrą tam tikro elemento atomų masę. Kai jie žino bendrą masę, visa kita yra lengva.
Bendra atomo masė yra visų jo protonų, neutronų ir elektronų suma, tačiau elektronai yra tokie lengvi, kad visais praktiniais tikslais jie neturi reikšmės. Tai reiškia, kad elemento masė yra jo nukleonų masių suma. Kiekvieno tam tikro elemento atomo protonų skaičius yra vienodas, o protonų ir neutronų masė yra vienoda, todėl viskas, ko jums reikia Atimkite protonų skaičių iš atominės masės, matuojamą atominės masės vienetais (amu), ir jums liks neutronai.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Atominė masė lygi protonų skaičiui plius neutronų skaičiui, taigi rasite jų skaičių neutronų, atimdami protonų skaičių (t. y. atominį skaičių) iš atominės masės (atomine mase) vienetų). Apvalykite atominę masę iki artimiausio sveiko skaičiaus, kad surastumėte neutronų skaičių dažniausiai pasitaikančiame izotope.
Naudokite periodinę lentelę
Periodinėje lentelėje išvardyti visi elementai, didinant protonų skaičių, todėl vieta, kurią elementas užima lentelėje, automatiškai nurodo, kiek protonų yra jo branduolyje. Tai yra elemento atomo numeris ir jis rodomas tiesiai po elemento simboliu. Šalia yra dar vienas skaičius, kuris yra atominė masė. Šis skaičius visada yra didesnis už jo atomo skaičių ir dažnai turi dalį, nes jis yra visų natūraliai atsirandančių to elemento izotopų atominės masės vidurkis. Juo galite nustatyti vidutinį protonų skaičių to elemento branduolyje.
Procedūra negali būti paprastesnė. Apvalykite atominę masę iki artimiausio sveiko skaičiaus, tada iš jos atimkite elemento atominį skaičių. Skirtumas lygus neutronų skaičiui.
Pavyzdys
1. Koks vidutinis neutronų skaičius urano branduolyje?
Uranas yra 92-asis periodinės lentelės elementas, todėl jo atominis skaičius 92 ir branduolyje yra 92 protonai. Periodinėje lentelėje atominė masė yra 238.039 amu. Apvalykite atominę masę iki 238, atimkite atominį skaičių ir liksite 146 neutronai. Uranas turi daug neutronų, palyginti su protonų skaičiumi, todėl visi jo izotopai yra radioaktyvūs.
Neutronų skaičius izotope
Neutronų skaičius tam tikro elemento branduolyje gali skirtis, o kiekviena elemento versija su jai būdingu neutronų skaičiumi vadinama izotopu. Visi elementai, išskyrus 20, turi daugiau nei vieną izotopą, o kai kurie turi daug. Alavas (Sn) yra dešimties izotopų sąrašo viršuje, po to - ksenonas (Xe) su devyniais.
Kiekvienas elemento izotopas susideda iš viso protonų ir neutronų skaičiaus, todėl jo atominė masė yra paprasta tų nukleonų suma. Izotopo atominė masė niekada nėra dalinė. Mokslininkai turi du būdus žymėti izotopą. Kaip pavyzdį paėmę anglies izotopą, galite jį parašyti kaip C-14 arba 14C. Skaičius yra atominė masė. Atimkite elemento atominį skaičių iš izotopo atominės masės, ir rezultatas bus neutronų skaičius to izotopo branduolyje.
C-14 atveju anglies atominis skaičius yra 6, todėl branduolyje turi būti 8 neutronai. Tai yra du daugiau nei labiau paplitęs, subalansuotas izotopas C-12. Dėl papildomos masės C-14 tampa radioaktyvus.