Hvordan finne hvor mange protoner, nøytroner og elektroner som er i isotoper

Matter kommer i mange forskjellige størrelser, former og farger. Tenk på klor, en gulaktig gass eller bly, et gråsort fast stoff eller kvikksølv, en sølvfarget væske. Tre veldig forskjellige elementer, hvert materiale laget av bare en type atom. Forskjellene i materie kommer ned til de minste forskjellene i atomstruktur.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

Forstå at isotoper av et element har forskjellige massetall, men samme antall protoner. Bruk periodisk tabell til å finne atomnummeret til elementet. Atomtallet tilsvarer antall protoner. I et balansert atom tilsvarer antall elektroner antall protoner. I et ubalansert atom tilsvarer antall elektroner antall protoner pluss det motsatte av ioneladningen. Beregn antall nøytroner ved å trekke atomnummeret fra massetallet. Hvis massenummeret til en bestemt isotop ikke er kjent, bruk atommassen fra det periodiske systemet, avrundet til nærmeste hele tall, minus atomnummeret for å finne gjennomsnittlig antall nøytroner for element.

Tre hovedpartikler danner hvert atom. Protoner og nøytroner klynger seg i kjernen i sentrum av atomet. Elektroner danner en snurrende sky rundt kjernen. Protoner og nøytroner utgjør massen av atomer. Elektroner, miniscule sammenlignet med protonene og nøytronene, bidrar veldig lite til den totale massen av atomer.

Atomer av samme element har samme antall protoner. Alle kobberatomer har 29 protoner. Alle heliumatomer har 2 protoner. Isotoper oppstår når atomer av samme element har forskjellige masser. Siden antall protoner til et element ikke endres, oppstår forskjellen i masse på grunn av forskjellige antall nøytroner. Kobber har for eksempel to isotoper, kobber-63 og kobber-65. Copper-63 har 29 protoner og et massetall på 63. Copper-65 har 29 protoner og massenummer 65. Helium har to protoner og har nesten alltid et massetall på 4. Svært sjelden danner helium isotopen helium-3, som fremdeles har 2 protoner, men har et massetall på 3.

En metode for å skrive formelen for en isotop viser elementnavnet eller symbolet etterfulgt av massetallet, som helium-4 eller He-4. En annen stenografisk identifikasjon av isotoper viser massenummeret som et overskrift og atomnummeret som et underskrift, begge vist foran atomsymbolet. For eksempel, ⁴₂Han indikerer heliumisotopen med masse nummer 4.

Ordningen av det periodiske elementet gir viktig informasjon for å finne antall protoner, nøytroner og elektroner i atomer. Det moderne periodiske systemet setter elementene i rekkefølge etter protonene. Det første elementet på bordet, hydrogen, har ett proton. Det siste elementet (i hvert fall foreløpig) på bordet, Oganesson eller Ununoctium, har 118 protoner.

Atomtallet i det periodiske systemet identifiserer antall protoner i et hvilket som helst atom i det elementet. Kobber, atomnummer 29, har 29 protoner. Å finne atomnummeret til et element avslører antall protoner.

Forskjellen mellom isotoper av et element avhenger av antall nøytroner. For å finne antall nøytroner i en isotop, finn massetallet på isotopen og atomnummeret. Atomtallet, eller antall protoner, finnes på det periodiske systemet. Atommassen, også funnet på det periodiske systemet, er det vektede gjennomsnittet av alle isotoper av elementet. Hvis det ikke er identifisert noen isotop, kan atommassen avrundes til nærmeste hele tall og brukes til å finne gjennomsnittlig antall nøytroner.

For eksempel er atommassen til kvikksølv 200,592. Kvikksølv har flere isotoper med massetall fra 196 til 204. Bruk den gjennomsnittlige atommassen til å beregne det gjennomsnittlige antall nøytroner ved først å avrunde atommassen fra 200,592 til 201. Trekk nå antall protoner, 80, fra atommassen, 201-80, for å finne det gjennomsnittlige antall nøytroner, 121.

Hvis massetallet på en isotop er kjent, kan det faktiske antall nøytroner beregnes. Bruk samme formel, massetall minus atomnummer, for å beregne antall nøytroner. Når det gjelder kvikksølv, er den vanligste isotopen kvikksølv-202. Bruk ligningen, 202-80 = 122, for å finne at kvikksølv-202 har 122 nøytroner.

En nøytral isotop har ingen ladning, noe som betyr at de positive og negative ladningene balanserer i en nøytral isotop. I en nøytral isotop tilsvarer antall elektroner antall protoner. Som å finne antall protoner, krever å finne antall elektroner i en nøytral isotop å finne atomnummeret til elementet.

I et ion, en isotop med en positiv eller negativ ladning, tilsvarer ikke antall protoner antall elektroner. Hvis protoner overstiger elektroner, har isotopen mer positive ladninger enn negative ladninger. Med andre ord overstiger antall protoner antall elektroner med samme antall som den positive ladningen. Hvis antall elektroner overstiger antall protoner, vil ioneladningen være negativ. For å finne antall elektroner, legg til det motsatte av ladningsubalansen til antall protoner.

For eksempel, hvis en isotop har -3 ladning, som med fosfor (atomnummer 15), så er antall elektroner tre større enn antall protoner. Å beregne antall elektroner blir deretter 15 + (- 1) (- 3) eller 15 + 3 = 18, eller 18 elektroner. Hvis en isotop har en +2-ladning, som med strontium (atomnummer 38), er antall elektroner to mindre enn antall protoner. I dette tilfellet blir beregningen 38 + (- 1) (+ 2) = 38-2 = 36, så ionet har 36 elektroner. Den vanlige stenografien for ioner viser ubalansen i ladningen som et overskrift etter atomsymbolet. I fosforeksemplet ville ionet bli skrevet som P^-3.