Каждое атомное ядро, кроме водорода, содержит как протоны, так и нейтроны. Ядра слишком малы, чтобы их можно было увидеть даже в микроскоп, а нуклоны (общий термин для протонов и нейтронов) еще меньше. Это позволяет подсчитать количество нейтронов, но ученые все еще знают, сколько их находится в ядрах каждого изотопа каждого элемента. Как они узнали? Они используют такие методы, как масс-спектрометрия, для измерения общей массы атомов определенного элемента. Как только они узнают общую массу, все остальное будет несложно.
Общая масса атома - это сумма всех его протонов, нейтронов и электронов, но электроны настолько легкие, что для всех практических целей они не имеют значения. Это означает, что масса элемента - это сумма масс его нуклонов. Количество протонов одинаково для каждого атома определенного элемента, а протоны и нейтроны имеют одинаковую массу, поэтому все, что вам нужно do - это вычесть количество протонов из атомной массы, измеренной в атомных единицах массы (а.е.м.), и у вас останется количество нейтроны.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Атомная масса равна количеству протонов плюс количество нейтронов, так что вы найдете количество нейтронов, вычитая количество протонов (то есть атомный номер) из атомной массы (в атомной массе единицы измерения). Округлите атомную массу до ближайшего целого числа, чтобы найти количество нейтронов в наиболее распространенном изотопе.
Используйте периодическую таблицу
В периодической таблице перечислены все элементы в порядке возрастания количества протонов, поэтому место, которое элемент занимает в таблице, автоматически сообщает вам, сколько протонов находится в его ядре. Это атомный номер элемента, и он отображается прямо под символом элемента. Рядом с ним стоит еще одно число - атомная масса. Это число всегда больше, чем его атомный номер, и часто содержит дробную часть, потому что это среднее значение атомных масс всех встречающихся в природе изотопов этого элемента. Вы можете использовать его, чтобы определить среднее количество протонов в ядре этого элемента.
Процедура не может быть проще. Округлите атомную массу до ближайшего целого числа, затем вычтите из него атомный номер элемента. Разница равна количеству нейтронов.
Пример
1. Какое в среднем количество нейтронов в ядре урана?
Уран - 92-й элемент в периодической таблице, поэтому его атомный номер 92, а в ядре 92 протона. В периодической таблице указана атомная масса 238,039 а.е.м. Округлите атомную массу до 238, вычтите атомный номер, и у вас останется 146 нейтронов. Уран имеет большое количество нейтронов по сравнению с числом протонов, поэтому все его изотопы радиоактивны.
Число нейтронов в изотопе.
Число нейтронов в ядре конкретного элемента может варьироваться, и каждая версия элемента с характерным числом нейтронов известна как изотоп. Все элементы, кроме 20, имеют более одного изотопа, а некоторые - много. Олово (Sn) возглавляет список с десятью изотопами, за ним следует ксенон (Xe) с девятью.
Каждый изотоп элемента состоит из целого числа протонов и нейтронов, поэтому его атомная масса представляет собой простую сумму этих нуклонов. Атомная масса изотопа никогда не бывает дробной. У ученых есть два способа обозначить изотоп. Взяв, например, изотоп углерода, вы можете записать его как C-14 или 14С. Число - это атомная масса. Вычтите атомный номер элемента из атомной массы изотопа, и в результате получится количество нейтронов в ядре этого изотопа.
В случае C-14 атомный номер углерода равен 6, поэтому в ядре должно быть 8 нейтронов. Это на два больше, чем у более распространенного сбалансированного изотопа С-12. Избыточная масса делает C-14 радиоактивным.