Jak znaleźć liczbę neutronów w izotopie?

Atomy tworzą całą materię. Wszystko, co ma masę i objętość, duże lub małe, zawiera atomy. Co zdumiewające, maleńkie atomy zawierają jeszcze mniejsze cząstki. Protony, neutrony i elektrony to trzy główne składniki wszystkich atomów. Liczba i rozmieszczenie tych trzech niewyobrażalnie małych cząstek determinuje właściwości i zachowanie zawierających je atomów.

TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)

Aby znaleźć liczbę neutronów w izotopie, odejmij liczbę protonów od masy atomowej izotopu. Liczba atomowa pierwiastka jest równa liczbie protonów. Obliczenie liczby neutronów to masa atomowa izotopu minus liczba atomowa pierwiastka równa się liczbie neutronów. Dla uranu-235, o liczbie atomowej 92, liczba neutronów wynosi 235-92=143, czyli 143 neutrony.

Prawie wszystkie atomy zawierają trzy główne cząstki: protony, neutrony i elektrony. Protony i neutrony tworzą jądro lub środek atomu. Elektrony, znacznie mniejsze niż protony i neutrony, krążą wokół jądra, śmigając z prędkością światła. Protony mają ładunek dodatni, neutrony nie mają ładunku, a elektrony mają ładunek ujemny. W obojętnym atomie liczba protonów jest równa liczbie elektronów, ale liczba neutronów nie zawsze jest równa liczbie protonów.

Liczba protonów w atomie określa, jaki rodzaj pierwiastka tworzy atom. Wodór, pierwszy pierwiastek w układzie okresowym, ma tylko jeden proton. Hel, drugi w układzie okresowym pierwiastków, ma dwa protony. Złoto, numer 79 w układzie okresowym, ma 79 protonów. Układ okresowy pierwiastków pokazuje pierwiastki w kolejności liczby protonów w atomach.

Izotop pierwiastka oznacza atomy o tej samej liczbie atomowej, ale różnych liczbach masowych. Tak więc izotopy pierwiastka mają różną liczbę neutronów. Wodór ma trzy izotopy. Wodór, najpowszechniejsza forma atomu, ma jeden proton i jeden elektron. Deuter, jeden izotop wodoru, wciąż ma tylko jeden proton i jeden elektron, ale ma też jeden neutron. Tryt, inny izotop wodoru, wciąż ma tylko jeden proton i jeden elektron, ale ma dwa neutrony.

Masa atomu składa się z połączonych mas protonów i neutronów. Masa elektronów jest znikoma w ogólnej masie atomu. Protony mierzą około jednej jednostki masy atomowej, a neutrony mierzą tylko nieco więcej niż jedną jednostkę masy atomowej. Aby znaleźć liczbę neutronów w atomie, odejmij liczbę atomową od masy atomowej.

Liczbę atomową i średnią masę atomową można znaleźć w układzie okresowym. Jednak masa różnych izotopów jest często zapisywana jako część nazwy izotopu. Uran-235 oznacza pierwiastek uran, liczba atomowa 92, ma 92 protony i masę atomową 235. Z drugiej strony uran-238 ma masę 238, ale wciąż ma tylko 92 protony. Alternatywna metoda zapisu izotopu pokazuje masę atomową jako indeks górny i liczbę atomową jako indeks dolny. Uran-235 można również zapisać jako ²³⁵₉₂ U, gdzie U jest standardowym skrótem uranu.

Używając izotopów wodoru jako przykładów, „normalny” atom wodoru ma masę atomową 1, a liczba atomowa wynosi 1, co oznacza, że ​​atom ma tylko jeden proton. Używając tego wzoru, masa atomowa 1 minus liczba atomowa lub liczba protonów 1 daje równanie 1-1=0, więc atom wodoru ma 0 neutronów. Z drugiej strony tryt, izotop wodoru, ma masę atomową 3, ale liczba atomowa wodoru pozostaje 1, ponieważ atom ma tylko jeden proton. Używając równania, masa atomowa minus liczba atomowa równa się liczbie neutronów, daje 3-1=2, więc tryt ma 2 neutrony.

Inny powszechny pierwiastek, węgiel, również ma kilka izotopów. Normalny atom węgla, liczba atomowa 6, ma masę atomową 12. Używając wzoru, masa atomowa minus liczba atomowa równa się liczbie neutronów, pokazuje 12-6=6, więc atom węgla-12 ma 6 neutronów. Węgiel-14, używany do datowania radioaktywnego wieku skamieniałości poniżej 10 000 lat, wciąż ma 6 protonów, ale ma masę atomową 14. Obliczenie liczby neutronów wykorzystuje ten sam wzór, więc 14-6=8, więc węgiel-14 ma 8 neutronów w swoim jądrze.