Как определить количество нейтронов в изотопе

Атомы составляют всю материю. Все, что имеет массу и объем, большое или малое, содержит атомы. Как ни странно, крошечные атомы содержат еще более мелкие частицы. Протоны, нейтроны и электроны - три основных компонента всех атомов. Число и расположение этих трех невообразимо маленьких частиц определяют свойства и поведение атомов, которые их содержат.

TL; DR (слишком длинный; Не читал)

Чтобы найти количество нейтронов в изотопе, вычтите количество протонов из атомной массы изотопа. Атомный номер элемента равен количеству протонов. При вычислении количества нейтронов атомная масса изотопа минус атомный номер элемента равна количеству нейтронов. Для урана-235 с атомным номером 92 количество нейтронов 235-92 = 143, или 143 нейтрона.

Практически все атомы содержат три основных частицы: протоны, нейтроны и электроны. Протоны и нейтроны составляют ядро ​​или центр атома. Электроны, намного меньше протонов и нейтронов, вращаются вокруг ядра со скоростью света. Протоны имеют положительный заряд, нейтроны не имеют заряда, а электроны имеют отрицательный заряд. В нейтральном атоме количество протонов равно количеству электронов, но количество нейтронов не всегда равно количеству протонов.

Количество протонов в атоме определяет, какой элемент образует атом. Водород, первый элемент периодической таблицы, имеет только один протон. Гелий, второй в периодической таблице, состоит из двух протонов. Золото, номер 79 в периодической таблице, имеет 79 протонов. Периодическая таблица элементов показывает элементы в порядке количества протонов в атомах.

Изотоп элемента означает атомы с одинаковым атомным номером, но разными массовыми числами. Итак, изотопы элемента имеют разное количество нейтронов. Водород состоит из трех изотопов. Водород, самая распространенная форма атома, имеет один протон и один электрон. Дейтерий, один изотоп водорода, по-прежнему имеет только один протон и один электрон, но также имеет один нейтрон. Тритий, еще один изотоп водорода, по-прежнему имеет только один протон и один электрон, но имеет два нейтрона.

Масса атома складывается из масс протонов и нейтронов. Масса электронов ничтожна в общей массе атома. Протоны измеряют примерно одну атомную единицу массы, а нейтроны лишь немногим больше одной атомной единицы массы. Чтобы найти количество нейтронов в атоме, вычтите атомный номер из атомной массы.

Атомный номер и среднюю атомную массу можно найти в периодической таблице. Однако масса различных изотопов часто указывается как часть названия изотопа. Уран-235 означает, что элемент уран с атомным номером 92 имеет 92 протона и атомную массу 235. С другой стороны, уран-238 имеет массу 238, но все еще имеет только 92 протона. Альтернативный метод записи изотопа показывает атомную массу как верхний индекс и атомный номер как нижний индекс. Уран-235 можно было бы также записать как ²³⁵₉₂ U, где U - стандартное сокращение для урана.

Используя изотопы водорода в качестве примеров, «нормальный» атом водорода имеет атомную массу 1, а атомный номер 1, что означает, что у атома есть только один протон. Используя формулу, атомная масса 1 минус атомный номер или количество протонов 1 дает уравнение 1-1 = 0, поэтому у атома водорода 0 нейтронов. С другой стороны, тритий, изотоп водорода, имеет атомную массу 3, но атомный номер водорода остается 1, потому что у атома есть только один протон. Используя уравнение, атомная масса минус атомный номер равняется количеству нейтронов, дает 3-1 = 2, поэтому у трития 2 нейтрона.

Другой распространенный элемент, углерод, также имеет несколько изотопов. Нормальный атом углерода с атомным номером 6 имеет атомную массу 12. Используя формулу, атомная масса минус атомный номер равняется количеству нейтронов, получается 12-6 = 6, поэтому атом углерода-12 имеет 6 нейтронов. Углерод-14, используемый для определения радиоактивного возраста окаменелостей младше 10 000 лет, все еще содержит 6 протонов, но имеет атомную массу 14. При вычислении количества нейтронов используется та же формула, поэтому 14-6 = 8, поэтому углерод-14 имеет 8 нейтронов в своем ядре.