Hoe het aantal neutronen in een isotoop te vinden?

Atomen vormen alle materie. Alles met massa en volume, groot of klein, bevat atomen. Verbazingwekkend genoeg bevatten de kleine atomen nog kleinere deeltjes. Protonen, neutronen en elektronen zijn de drie belangrijkste componenten van alle atomen. Het aantal en de rangschikking van deze drie onvoorstelbaar kleine deeltjes bepaalt de eigenschappen en het gedrag van de atomen die ze bevatten.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Om het aantal neutronen in een isotoop te vinden, trekt u het aantal protonen af ​​van de atomaire massa van de isotoop. Het atoomnummer van het element is gelijk aan het aantal protonen. Het berekenen van het aantal neutronen wordt dan de atomaire massa van de isotoop minus het atoomnummer van het element is gelijk aan het aantal neutronen. Voor uranium-235, atoomnummer 92, is het aantal neutronen 235-92=143, ofwel 143 neutronen.

Bijna alle atomen bevatten drie hoofddeeltjes: protonen, neutronen en elektronen. Protonen en neutronen vormen de kern of het centrum van het atoom. Elektronen, veel kleiner dan de protonen en neutronen, cirkelen rond de kern en flitsen rond met de snelheid van het licht. Protonen hebben een positieve lading, neutronen hebben geen lading en elektronen hebben een negatieve lading. In een neutraal atoom is het aantal protonen gelijk aan het aantal elektronen, maar het aantal neutronen is niet altijd gelijk aan het aantal protonen.

Het aantal protonen in een atoom bepaalt welk soort element het atoom vormt. Waterstof, het eerste element in het periodiek systeem, heeft slechts één proton. Helium, tweede op het periodiek systeem, heeft twee protonen. Goud, nummer 79 op het periodiek systeem, heeft 79 protonen. Het periodiek systeem der elementen toont de elementen in volgorde van het aantal protonen in de atomen.

Een isotoop van een element betekent atomen met hetzelfde atoomnummer maar verschillende massagetallen. Isotopen van een element hebben dus een verschillend aantal neutronen. Waterstof heeft drie isotopen. Waterstof, de meest voorkomende vorm van het atoom, heeft één proton en één elektron. Deuterium, één isotoop van waterstof, heeft nog steeds maar één proton en één elektron, maar heeft ook één neutron. Tritium, een andere isotoop van waterstof, heeft nog steeds maar één proton en één elektron maar heeft twee neutronen.

De massa van een atoom bestaat uit de gecombineerde massa van de protonen en neutronen. De massa van de elektronen is verwaarloosbaar in de totale massa van het atoom. Protonen meten ongeveer één atomaire massa-eenheid en neutronen meten slechts iets meer dan één atomaire massa-eenheid. Om het aantal neutronen in het atoom te vinden, trekt u het atoomnummer af van de atoommassa.

Het atoomnummer en de gemiddelde atoommassa zijn te vinden op het periodiek systeem. De massa van verschillende isotopen wordt echter vaak geschreven als onderdeel van de naam van de isotoop. Uranium-235 betekent dat het element uranium, atoomnummer 92, 92 protonen en een atoommassa van 235 heeft. Aan de andere kant heeft uranium-238 een massa van 238 maar heeft nog steeds slechts 92 protonen. Een alternatieve methode voor het schrijven van een isotoop toont de atomaire massa als een superscript en het atoomnummer als een subscript. Uranium-235 kan ook worden geschreven als ²³⁵₉₂ U waarbij U de standaardafkorting is voor uranium.

Met behulp van de waterstofisotopen als voorbeelden, heeft het "normale" atoom van waterstof een atoommassa van 1, en het atoomnummer is 1, wat betekent dat het atoom slechts één proton heeft. Met behulp van de formule geeft de atoommassa van 1 minus het atoomnummer of aantal protonen van 1 de vergelijking 1-1 = 0, dus het waterstofatoom heeft 0 neutronen. Aan de andere kant heeft tritium, een isotoop van waterstof, een atoommassa van 3 maar het atoomnummer van waterstof blijft 1 omdat het atoom maar één proton heeft. Met behulp van de vergelijking is de atoommassa minus het atoomnummer gelijk aan het aantal neutronen, wat 3-1 = 2 geeft, dus tritium heeft 2 neutronen.

Een ander veel voorkomend element, koolstof, heeft ook verschillende isotopen. Het normale koolstofatoom, atoomnummer 6, heeft een atoommassa van 12. Met behulp van de formule is atoommassa minus atoomnummer gelijk aan aantal neutronen, toont 12-6 = 6, dus het koolstof-12-atoom heeft 6 neutronen. Koolstof-14, gebruikt voor radioactieve ouderdomsdatering van fossielen onder de 10.000 jaar oud, heeft nog steeds 6 protonen maar heeft een atoommassa van 14. Voor het berekenen van het aantal neutronen wordt dezelfde formule gebruikt, dus 14-6=8, dus koolstof-14 heeft 8 neutronen in zijn kern.