Hver atomkjerne, unntatt hydrogen, inneholder både protoner og nøytroner. Kjerner er for små til å se, selv med et mikroskop, og nukleonene (som er den generiske betegnelsen for protoner og nøytroner) er enda mindre. Det lar oss telle antall nøytroner, men forskere vet fortsatt hvor mange som er i kjernene til hver isotop av hvert element. Hvordan vet de det? De bruker teknikker som massespektrometri for å måle den totale massen til atomene til et bestemt element. Når de vet den totale massen, er resten lett.
Den totale massen til et atom er summen av alle dets protoner, nøytroner og elektroner, men elektroner er så lette at de ikke betyr noe for alle praktiske formål. Det betyr at massen til et element er summen av massene i dets nukleoner. Antall protoner er det samme for hvert atom i et bestemt element, og protoner og nøytroner har samme masse, så alt du trenger å do er å trekke antall protoner fra atommassen, målt i atommasseenheter (amu), og du sitter igjen med antall nøytroner.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Atommassen er lik antall protoner pluss antall nøytroner, så du finner antall nøytroner ved å trekke antall protoner (dvs. atomnummeret) fra atommassen (i atommasse enheter). Rund atommassen til nærmeste hele tall for å finne antall nøytroner i den vanligste isotopen.
Bruk det periodiske systemet
Det periodiske systemet viser alle elementene ved å øke antallet protoner, slik at stedet som et element opptar i tabellen automatisk forteller deg hvor mange protoner som er i kjernen. Dette er atomnummeret til elementet, og det vises rett under symbolet for elementet. Ved siden av er det et annet tall, som er atommassen. Dette tallet er alltid større enn atomnummeret det, og inneholder ofte en brøkdel, fordi det er et gjennomsnitt av atommassene til alle de naturlig forekommende isotoper av dette elementet. Du kan bruke den til å bestemme gjennomsnittlig antall protoner i kjernen til det elementet.
Fremgangsmåten kan ikke være enklere. Rund atommassen til nærmeste hele tall, og trekk deretter atomnummeret til elementet fra den. Forskjellen er lik antall nøytroner.
Eksempel
1. Hva er antall nøytroner i gjennomsnitt i urankjernen?
Uran er det 92. elementet i det periodiske systemet, så dets atomnummer 92 og det har 92 protoner i kjernen. Det periodiske systemet viser atommassen som 238.039 amu. Rund atommassen til 238, trekk atomnummeret, og du sitter igjen med 146 nøytroner. Uran har et stort antall nøytroner i forhold til antall protoner, og det er grunnen til at alle isotoper er radioaktive.
Antall nøytroner i en isotop
Antall nøytroner i kjernen til et bestemt element kan variere, og hver versjon av elementet med dets karakteristiske antall nøytroner er kjent som en isotop. Alle bortsett fra 20 elementer har mer enn en isotop, og noen har mange. Tinn (Sn) topper listen med ti isotoper etterfulgt av xenon (Xe) med ni.
Hver isotop av et element består av et stort antall protoner og nøytroner, så dets atommasse er den enkle summen av disse nukleonene. Atommassen for en isotop er aldri brøk. Forskere har to måter å betegne en isotop. Hvis du tar en isotop av karbon som et eksempel, kan du skrive den som C-14 eller 14C. Tallet er atommassen. Trekk elementets atomnummer fra atommassen til isotopen, og resultatet er antall nøytroner i kjernen til den isotopen.
I tilfelle C-14 er atomnummeret til karbon 6, så det må være 8 nøytroner i kjernen. Det er to mer enn den vanligste, balanserte isotopen, C-12. Den ekstra massen gjør C-14 radioaktiv.