Każde jądro atomowe, z wyjątkiem wodoru, zawiera zarówno protony, jak i neutrony. Jądra są zbyt małe, by je zobaczyć, nawet pod mikroskopem, a nukleony (jest to ogólne określenie protonów i neutronów) są jeszcze mniejsze. To pozwala policzyć liczbę neutronów, ale naukowcy wciąż wiedzą, ile znajduje się w jądrach każdego izotopu każdego pierwiastka. Skąd wiedzą? Wykorzystują techniki, takie jak spektrometria mas, do pomiaru całkowitej masy atomów danego pierwiastka. Gdy poznają całkowitą masę, reszta jest łatwa.
Całkowita masa atomu to suma wszystkich jego protonów, neutronów i elektronów, ale elektrony są tak lekkie, że praktycznie nie mają znaczenia. Oznacza to, że masa pierwiastka jest sumą mas jego nukleonów. Liczba protonów jest taka sama dla każdego atomu danego pierwiastka, a protony i neutrony mają tę samą masę, więc wszystko, co musisz zrobić to odjąć liczbę protonów od masy atomowej, mierzonej w jednostkach masy atomowej (amu), i pozostaje liczba neutrony.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Masa atomowa równa się liczbie protonów plus liczba neutronów, więc znajdziesz liczbę neutronów poprzez odjęcie liczby protonów (tj. liczby atomowej) od masy atomowej (w masie atomowej jednostek). Zaokrąglij masę atomową do najbliższej liczby całkowitej, aby znaleźć liczbę neutronów w najpowszechniejszym izotopie.
Użyj układu okresowego
Układ okresowy pierwiastków wymienia wszystkie pierwiastki według rosnącej liczby protonów, więc miejsce, w którym dany pierwiastek zajmuje, automatycznie informuje, ile protonów znajduje się w jego jądrze. Jest to liczba atomowa pierwiastka i jest wyświetlana tuż pod symbolem pierwiastka. Obok znajduje się kolejna liczba, która jest masą atomową. Ta liczba jest zawsze większa niż liczba atomowa i często zawiera ułamek, ponieważ jest to średnia mas atomowych wszystkich naturalnie występujących izotopów tego pierwiastka. Możesz go użyć do określenia średniej liczby protonów w jądrze tego pierwiastka.
Procedura nie mogłaby być prostsza. Zaokrąglij masę atomową do najbliższej liczby całkowitej, a następnie odejmij od niej liczbę atomową pierwiastka. Różnica jest równa liczbie neutronów.
Przykład
1. Jaka jest średnia liczba neutronów w jądrze uranu?
Uran jest 92. pierwiastkiem w układzie okresowym pierwiastków, a więc jego liczba atomowa 92 i 92 protony w swoim jądrze. Układ okresowy wymienia masę atomową jako 238,039 amu. Zaokrąglij masę atomową do 238, odejmij liczbę atomową, a zostanie Ci 146 neutronów. Uran ma dużą liczbę neutronów w stosunku do liczby protonów, dlatego wszystkie jego izotopy są radioaktywne.
Liczba neutronów w izotopie
Liczba neutronów w jądrze danego pierwiastka może się różnić, a każda wersja pierwiastka z charakterystyczną liczbą neutronów nazywana jest izotopem. Wszystkie pierwiastki oprócz 20 mają więcej niż jeden izotop, a niektóre mają ich wiele. Na szczycie listy znajduje się cyna (Sn) z dziesięcioma izotopami, a następnie ksenon (Xe) z dziewięcioma.
Każdy izotop pierwiastka składa się z całej liczby protonów i neutronów, więc jego masa atomowa jest prostą sumą tych nukleonów. Masa atomowa izotopu nigdy nie jest ułamkowa. Naukowcy mają dwa sposoby na oznaczenie izotopu. Biorąc jako przykład izotop węgla, możesz zapisać go jako C-14 lub 14DO. Liczba to masa atomowa. Odejmij liczbę atomową pierwiastka od masy atomowej izotopu, a wynikiem będzie liczba neutronów w jądrze tego izotopu.
W przypadku C-14 liczba atomowa węgla wynosi 6, więc w jądrze musi być 8 neutronów. To o dwa więcej niż bardziej powszechny, zrównoważony izotop C-12. Dodatkowa masa sprawia, że C-14 jest radioaktywny.