Jak znaleźć liczbę neutronów, protonów i elektronów dla atomów, jonów i izotopów?

Kiedy próbujesz znaleźć liczbę neutronów, protonów lub elektronów, które mają różne gatunki chemiczne, układ okresowy pierwiastków jest twoim najlepszym przyjacielem. Przyjrzyj się, jak używać układu okresowego pierwiastków, a także notacji jądrowej, aby znaleźć liczbę cząstek subatomowych związanych z dowolnym związkiem chemicznym.

Układ okresowy zawiera wiele informacji o każdym pierwiastku, w tym liczbę elektronów, protonów i neutronów.

Spójrz na wpis układu okresowego dla węgla (zobacz sekcję Zasoby). Jakie informacje zawiera wpis dotyczący węgla?

1. Największym elementem jest symbol chemiczny dla elementu. W przypadku węgla jest to C.

2. Nad symbolem znajduje się liczba atomowa (Z), która jest równa liczbie protonów w jądrze i liczbie elektronów w chmurze elektronowej (zakładając, że atom jest obojętny). Dla węgla Z=6.

3. Poniżej symbolu znajduje się masa atomowa. Chociaż ta liczba jest średnią ważoną mas wszystkich izotopów pierwiastka, jeśli zaokrąglisz tę liczbę do najbliższej liczby całkowitej, znajdziesz liczbę masową najpowszechniejszego izotopu. Dla węgla liczba masowa (M) wynosi 12. Ta liczba jest sumą liczby protonów i neutronów.

Teraz wiesz, że dla obojętnego atomu węgla liczba elektronów to sześć, liczba protonów to sześć, ale jaka jest liczba neutronów? Aby to znaleźć, możesz użyć liczby masowej. Po prostu weź M i odejmij Z. W przypadku węgla oznacza to, że istnieje sześć neutronów.

Jony powstają, gdy atom traci lub zyskuje elektrony. Liczba w napisany u góry powie ci ogrom tej zmiany. Powiedz, że masz Cl^-. Ile elektronów, protonów i neutronów ma ten jon?

Proces znajdowania tych wartości jest bardzo podobny do tego, co zrobiono powyżej. Jednak teraz musisz liczyć się z tym, że atom nie jest obojętny.

Z układu okresowego pierwiastków można stwierdzić, że chlor ma 17 protonów i 18 neutronów (podane przez M-Z lub 35-17).

Biorąc pod uwagę, że ładunek netto jest ujemny, musi być więcej elektronów niż protonów. Możesz użyć następującego równania:

Podłączenie 17 dla protonów (p+) i -1 dla ładunku daje:

Więc:

Tak więc jon chloru ma 18 elektronów.

Izotopy to formy tego samego pierwiastka o różnej liczbie neutronów. Liczba protonów nie może być zmieniona, ponieważ po zmianie tej liczby (Z) zmienia się również pierwiastek. Mówiąc o izotopach, notacja nuklearna często może być pomocny.

Używając notacji jądrowej, zapiszemy węgiel-12 ¹²₆DO.

Notacja nuklearna mówi o trzech rzeczach:

1. symbol chemiczny pierwiastka (C dla węgla w powyższym przykładzie)

2. Liczba masowa lub liczba neutronów i protonów w jądrze to indeks górny (12 w powyższym przykładzie). Liczba masowa = liczba neutronów + liczba protonów. Wskazówka: jest to liczba, na którą należy zwrócić uwagę podczas badania izotopów.

3. Liczba atomowa lub liczba protonów (Z) jest indeksem dolnym. Dla elementu jest to zawsze takie samo. (6 dla węgla w powyższym przykładzie).

Na przykład zapisze się węgiel-12 ¹²₆C w notacji jądrowej, ale izotop węgla-13 zostałby zapisany ¹³₆DO. Więc ile elektronów, protonów i neutronów ma węgiel-13?

Liczba protonów i elektronów to indeks dolny (6).

Aby znaleźć liczbę neutronów, użyj następującego równania:

Podłączanie tego, co znasz, daje:

Więc:

Węgiel-13 ma siedem neutronów, podczas gdy węgiel-12 ma sześć.