Atomai sudaro visą materiją. Viskas, turinti didelę ar mažą masę ir tūrį, turi atomų. Nuostabu, kad mažuose atomuose yra dar mažesnių dalelių. Protonai, neutronai ir elektronai yra trys pagrindiniai visų atomų komponentai. Šių trijų neįsivaizduojamai mažų dalelių skaičius ir išsidėstymas lemia jose esančių atomų savybes ir elgesį.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Norėdami sužinoti neutronų skaičių izotope, atimkite protonų skaičių iš izotopo atominės masės. Atominis elemento skaičius yra lygus protonų skaičiui. Neutronų skaičiaus apskaičiavimas tada tampa izotopo atomine mase, atėmus elemento atominį skaičių, lygų neutronų skaičiui. Urano-235, atomo skaičius 92, neutronų skaičius yra 235-92 = 143 arba 143 neutronai.
Dalelės atomuose
Beveik visuose atomuose yra trys pagrindinės dalelės: protonai, neutronai ir elektronai. Protonai ir neutronai sudaro atomo branduolį arba centrą. Elektronai, daug mažesni nei protonai ir neutronai, apskrieja branduolį, užsitraukia šviesos greičiu. Protonai turi teigiamą krūvį, neutronai neturi krūvio, o elektronai turi neigiamą krūvį. Neutraliame atome protonų skaičius yra lygus elektronų skaičiui, tačiau neutronų skaičius ne visada lygus protonų skaičiui.
Atomų atpažinimas
Protonų skaičius atome lemia, kokį elementą atomas formuoja. Vandenilis, pirmasis periodinės lentelės elementas, turi tik vieną protoną. Helis, antras ant periodinės lentelės, turi du protonus. Auksas, periodinės lentelės numeris 79, turi 79 protonus. Periodinėje elementų lentelėje elementai rodomi pagal protonų skaičių atomuose.
Atomų izotopai
Elemento izotopas reiškia atomus, turinčius tą patį atomų skaičių, bet skirtingus masės skaičius. Taigi, elemento izotopuose yra skirtingas neutronų skaičius. Vandenilis turi tris izotopus. Vandenilis, labiausiai paplitusi atomo forma, turi vieną protoną ir vieną elektroną. Deuteris, vienas vandenilio izotopas, vis dar turi tik vieną protoną ir vieną elektroną, bet turi ir vieną neutroną. Tritis, dar vienas vandenilio izotopas, vis dar turi tik vieną protoną ir vieną elektroną, bet turi du neutronus.
Neutronų skaičiavimas
Atomo masė susideda iš sujungtų protonų ir neutronų masių. Elektronų masė yra nereikšminga bendroje atomo masėje. Protonai matuoja maždaug vieną atominės masės vienetą, o neutronai - tik šiek tiek daugiau nei vieną atominės masės vienetą. Norėdami sužinoti neutronų skaičių atome, atomo skaičių atimkite iš atomo masės.
Atomo skaičių ir vidutinę atominę masę galima rasti periodinėje lentelėje. Skirtingų izotopų masė dažnai rašoma kaip izotopo pavadinimo dalis. Uranas-235 reiškia elementą uranas, atomo numeris 92, turi 92 protonus ir 235 atominę masę. Kita vertus, urano-238 masė yra 238, tačiau vis tiek turi tik 92 protonus. Alternatyvus izotopo rašymo metodas rodo, kad atomo masė yra viršutinis indeksas, o atomo skaičius - kaip indeksas. Uranas-235 taip pat galėtų būti parašytas taip 23592 U kur U yra standartinė urano santrumpa.
Naudojant vandenilio izotopus kaip pavyzdžius, „įprasto“ vandenilio atomo atominė masė yra 1, o atomo skaičius yra 1, o tai reiškia, kad atomas turi tik vieną protoną. Naudojant formulę, atomo masė 1, atėmus 1 atomo skaičių arba protonų skaičių, suteikia 1-1 = 0 lygtį, taigi vandenilio atomas turi 0 neutronų. Kita vertus, vandenilio izotopo tričio atominė masė yra 3, tačiau vandenilio atominis skaičius išlieka 1, nes atomas turi tik vieną protoną. Naudojant lygtį, atominė masė atėmus atominį skaičių yra lygi neutronų skaičiui, gaunama 3-1 = 2, taigi tritis turi 2 neutronus.
Kitas įprastas elementas - anglis, taip pat turi keletą izotopų. Normalaus anglies atomo, atomo skaičius 6, atominė masė yra 12. Naudojant formulę, atominė masė atėmus atominį skaičių yra lygi neutronų skaičiui, parodo 12-6 = 6, taigi anglies-12 atomas turi 6 neutronus. Anglies-14, naudojamo radioaktyviam amžiui, skaičiuojant fosilijas iki 10 000 metų, vis dar yra 6 protonai, tačiau jo atominė masė yra 14. Apskaičiuojant neutronų skaičių naudojama ta pati formulė, taigi 14-6 = 8, taigi anglies-14 branduolyje yra 8 neutronai.