Kako najti število nevtronov v izotopu

Atomi tvorijo vso snov. Vse z maso in prostornino, veliko ali majhno, vsebuje atome. Kar neverjetno je, da drobni atomi vsebujejo še manjše delce. Protoni, nevtroni in elektroni so trije glavni sestavni deli vseh atomov. Število in razporeditev teh treh nepredstavljivo majhnih delcev določa lastnosti in vedenje atomov, ki jih vsebujejo.

TL; DR (predolgo; Nisem prebral)

Če želite poiskati število nevtronov v izotopu, od atomske mase izotopa odštejte število protonov. Atomsko število elementa je enako številu protonov. Izračun števila nevtronov nato postane atomska masa izotopa minus atomsko število elementa enako številu nevtronov. Za uran-235, atomsko število 92, je število nevtronov 235-92 = 143 ali 143 nevtronov.

Skoraj vsi atomi vsebujejo tri glavne delce: protone, nevtrone in elektrone. Protoni in nevtroni tvorijo jedro ali središče atoma. Elektroni, veliko manjši od protonov in nevtronov, krožijo jedro in se zadržujejo s svetlobno hitrostjo. Protoni imajo pozitiven naboj, nevtroni nimajo naboja, elektroni pa negativni naboj. V nevtralnem atomu je število protonov enako številu elektronov, vendar število nevtronov ni vedno enako številu protonov.

Število protonov v atomu določa, kakšen element atom tvori. Vodik, prvi element na periodnem sistemu, ima samo en proton. Helij, drugi na periodnem sistemu, ima dva protona. Zlato, številka 79 na periodnem sistemu, ima 79 protonov. Periodni sistem elementov prikazuje elemente po vrstnem redu števila protonov v atomih.

Izotop elementa pomeni atome z enakim atomskim številom, vendar različnimi masnimi številkami. Torej imajo izotopi elementa različno število nevtronov. Vodik ima tri izotope. Vodik, najpogostejša oblika atoma, ima en proton in en elektron. Devterij, en izotop vodika, ima še vedno samo en proton in en elektron, ima pa tudi en nevtron. Tritij, še en izotop vodika, ima še vedno samo en proton in en elektron, ima pa dva nevtrona.

Maso atoma sestavljajo združene mase protonov in nevtronov. Masa elektronov je pri celotni masi atoma zanemarljiva. Protoni merijo približno eno atomsko masno enoto, nevtroni pa le malo več kot eno atomsko masno enoto. Če želite poiskati število nevtronov v atomu, od atomske mase odštejte atomsko število.

Atomsko število in povprečno atomsko maso najdete v periodnem sistemu. Masa različnih izotopov pa je pogosto napisana kot del imena izotopa. Uran-235 pomeni element uran z atomsko številko 92, ima 92 protonov in atomsko maso 235. Po drugi strani ima uran-238 maso 238, vendar ima še vedno le 92 protonov. Nadomestni način pisanja izotopa prikazuje atomsko maso kot nadpis, atomsko številko pa kot podpis. Uran-235 bi lahko zapisali tudi kot ²³⁵₉₂ U, kjer je U standardna okrajšava za uran.

Če za primer uporabimo izotope vodika, ima "normalni" atom vodika atomsko maso 1, atomsko število pa 1, kar pomeni, da ima atom samo en proton. Če uporabimo formulo, ima atomska masa 1 minus atomsko število ali število protonov 1 enačbe 1-1 = 0, zato ima atom vodika 0 nevtronov. Po drugi strani ima tritij, izotop vodika, atomsko maso 3, vendar atomsko število vodika ostane 1, ker ima atom samo en proton. Z uporabo enačbe je atomska masa minus atomsko število enako številu nevtronov, daje 3-1 = 2, tako da ima tritij 2 nevtrona.

Drug pogost element, ogljik, ima tudi več izotopov. Običajni atom ogljika, atomsko število 6, ima atomsko maso 12. Z uporabo formule je atomska masa minus atomsko število enako številu nevtronov, kaže 12-6 = 6, zato ima atom ogljik-12 6 nevtronov. Ogljik-14, ki se uporablja za radioaktivno staranje fosilov, mlajših od 10.000 let, ima še vedno 6 protonov, vendar ima atomsko maso 14. Izračun števila nevtronov uporablja isto formulo, torej 14-6 = 8, tako da ima ogljik-14 v jedru 8 nevtronov.