Atomer utgjør all materie. Alt med masse og volum, stort eller lite, inneholder atomer. Utrolig nok inneholder de små atomene enda mindre partikler. Protoner, nøytroner og elektroner er de tre hovedkomponentene i alle atomer. Antallet og arrangementet av disse tre ufattelig små partiklene bestemmer egenskapene og oppførselen til atomene som inneholder dem.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
For å finne antall nøytroner i en isotop, trekker du antall protoner fra atommassen til isotopen. Elementets atomnummer er lik antall protoner. Beregning av antall nøytroner blir deretter atommassen til isotopen minus atomnummeret til elementet er lik antall nøytroner. For uran-235, atomnummer 92, er antall nøytroner 235-92 = 143, eller 143 nøytroner.
Partikler i atomer
Nesten alle atomer inneholder tre hovedpartikler: protoner, nøytroner og elektroner. Protoner og nøytroner utgjør atomens kjerne, eller sentrum. Elektroner, mye mindre enn protonene og nøytronene, sirkler rundt kjernen og glider rundt med lysets hastighet. Protoner har en positiv ladning, nøytroner har ingen ladning, og elektroner har en negativ ladning. I et nøytralt atom tilsvarer antall protoner antall elektroner, men antall nøytroner tilsvarer ikke alltid antall protoner.
Identifisere atomer
Antallet protoner i et atom bestemmer hvilken type element atomet danner. Hydrogen, det første elementet i det periodiske systemet, har bare ett proton. Helium, nummer to på det periodiske bordet, har to protoner. Gull, nummer 79 på det periodiske systemet, har 79 protoner. Det periodiske elementet viser elementene i rekkefølge etter antall protoner i atomene.
Atomers isotoper
En isotop av et element betyr atomer med samme atomnummer, men forskjellige massetall. Så, isotoper av et element har et annet antall nøytroner. Hydrogen har tre isotoper. Hydrogen, den vanligste formen for atomet, har ett proton og ett elektron. Deuterium, en isotop av hydrogen, har fremdeles bare ett proton og ett elektron, men har også ett nøytron. Tritium, en annen isotop av hydrogen, har fremdeles bare ett proton og ett elektron, men har to nøytroner.
Beregning av nøytroner
Massen til et atom består av de kombinerte massene av protonene og nøytronene. Elektronenes masse er ubetydelig i atomets totale masse. Protoner måler omtrent en atommasseenhet og nøytroner måler bare litt mer enn en atommasseenhet. For å finne antall nøytroner i atomet, trekk atomnummeret fra atommassen.
Atomtallet og den gjennomsnittlige atommassen finner du i det periodiske systemet. Massen til forskjellige isotoper skrives imidlertid ofte som en del av navnet på isotopen. Uran-235 betyr elementet uran, atomnummer 92, har 92 protoner og en atommasse på 235. På den annen side har uran-238 en masse på 238, men har fortsatt bare 92 protoner. En alternativ metode for å skrive en isotop viser atommassen som et overskrift og atomnummeret som et underskrift. Uranium-235 kan også skrives som 23592 U der U er standard forkortelse for uran.
Ved å bruke hydrogenisotopene som eksempler, har det "normale" hydrogenatomet en atommasse på 1, og atomnummeret er 1, noe som betyr at atomet bare har en proton. Ved å bruke formelen gir atommassen 1 minus atomnummeret, eller antall protoner, på 1 ligningen 1-1 = 0, så hydrogenatomet har 0 nøytroner. På den annen side har tritium, en isotop av hydrogen, en atommasse på 3, men atomnummeret til hydrogen forblir 1 fordi atomet bare har en proton. Ved hjelp av ligningen tilsvarer atommassa minus atomnummer antall nøytroner, gir 3-1 = 2, så tritium har 2 nøytroner.
Et annet vanlig element, karbon, har også flere isotoper. Det normale karbonatomet, atomnummer 6, har en atommasse på 12. Ved hjelp av formelen viser atommasse minus atomnummer lik antall nøytroner, viser 12-6 = 6, så karbon-12-atomet har 6 nøytroner. Karbon-14, brukt til radioaktiv aldersdatering av fossiler under 10 000 år, har fortsatt 6 protoner, men har en atommasse på 14. Beregning av antall nøytroner bruker samme formel, så 14-6 = 8, så karbon-14 har 8 nøytroner i kjernen.