Materija je na voljo v različnih velikostih, oblikah in barvah. Upoštevajte klor, rumenkast plin ali svinec, sivo-črno trdno snov ali živo srebro, srebrno tekočino. Trije zelo različni elementi, vsak material iz samo ene vrste atoma. Razlike v snovi se nanašajo na najmanjše razlike v strukturi atoma.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Razumeti, da imajo izotopi elementa različna masna števila, a enako število protonov. S pomočjo periodnega sistema poiščite atomsko številko elementa. Atomsko število je enako številu protonov. V uravnoteženem atomu je število elektronov enako številu protonov. V neuravnoteženem atomu je število elektronov enako številu protonov in nasprotju ionskega naboja. Izračunajte število nevtronov tako, da od masnega števila odštejete atomsko število. Če masno število določenega izotopa ni znano, uporabite zaokroženo atomsko maso iz periodnega sistema na najbližje celo število, zmanjšano za atomsko število, da dobimo povprečno število nevtronov za element.
Struktura atomov
Vsak atom tvorijo trije glavni delci. Protoni in nevtroni se kopičijo v jedru v središču atoma. Elektroni tvorijo vrtljiv oblak okoli jedra. Protoni in nevtroni tvorijo maso atomov. Elektroni, ki so v primerjavi s protoni in nevtroni majhni, zelo malo prispevajo k celotni masi atomov.
Atomi in izotopi
Atomi istega elementa imajo enako število protonov. Vsi atomi bakra imajo 29 protonov. Vsi atomi helija imajo 2 protona. Izotopi se pojavijo, kadar imajo atomi istega elementa različne mase. Ker se število protonov elementa ne spremeni, pride do razlike v masi zaradi različnega števila nevtronov. Baker ima na primer dva izotopa, baker-63 in baker-65. Baker-63 ima 29 protonov in masno število 63. Baker-65 ima 29 protonov in masno število 65. Helij ima 2 protona in ima skoraj vedno masno število 4. Zelo redko helij tvori izotop helij-3, ki ima še vedno 2 protona, ima pa masno število 3.
En način pisanja formule za izotop prikazuje ime elementa ali simbol, ki mu sledi masno število, kot helij-4 ali He-4. Druga stenografska identifikacija izotopov prikazuje masno število kot nadpis in atomsko številko kot podpis, kar je prikazano pred atomskim simbolom. Na primer 42Označuje izolij helija z masnim številom 4.
Periodni sistem elementov
Razporeditev periodnega sistema elementov daje bistvene informacije za iskanje števila protonov, nevtronov in elektronov v atomih. Sodobna periodna tabela postavlja elemente v vrstni red njihovih protonov. Prvi element na mizi, vodik, ima en proton. Zadnji element (vsaj za zdaj) na mizi, Oganesson ali Ununoctium, ima 118 protonov.
Koliko protonov?
Atomska številka v periodnem sistemu prikazuje število protonov v katerem koli atomu tega elementa. Baker, atomsko število 29, ima 29 protonov. Iskanje atomskega števila elementa razkrije število protonov.
Koliko nevtronov?
Razlika med izotopi elementa je odvisna od števila nevtronov. Če želite poiskati število nevtronov v izotopu, poiščite masno število izotopa in atomsko število. Atomsko število ali število protonov najdemo v periodnem sistemu. Atomska masa, ki jo najdemo tudi na periodnem sistemu, je tehtano povprečje vseh izotopov elementa. Če ni identificiran noben izotop, lahko atomsko maso zaokrožimo na najbližje celo število in uporabimo za iskanje povprečnega števila nevtronov.
Na primer, atomska masa živega srebra je 200,592. Živo srebro ima več izotopov z masnimi številkami od 196 do 204. Z uporabo povprečne atomske mase izračunamo povprečno število nevtronov tako, da atomsko maso najprej zaokrožimo z 200,592 na 201. Zdaj od atomske mase 201–80 odštejemo število protonov 80, da najdemo povprečno število nevtronov 121.
Če je masno število izotopa znano, lahko izračunamo dejansko število nevtronov. Za izračun števila nevtronov uporabite isto formulo, masno število minus atomsko število. V primeru živega srebra je najpogostejši izotop živo srebro-202. Z enačbo 202-80 = 122 ugotovite, da ima živo srebro-202 122 nevtronov.
Koliko elektronov?
Nevtralen izotop nima naboja, kar pomeni, da se pozitivni in negativni naboji uravnotežijo v nevtralnem izotopu. V nevtralnem izotopu je število elektronov enako številu protonov. Tako kot iskanje števila protonov tudi pri iskanju števila elektronov v nevtralnem izotopu potrebujemo atomsko število elementa.
V ionu, izotopu s pozitivnim ali negativnim nabojem, število protonov ni enako številu elektronov. Če protonov preseže elektrone, ima izotop več pozitivnih nabojev kot negativnih nabojev. Z drugimi besedami, število protonov presega število elektronov za enako število kot pozitivni naboj. Če število elektronov preseže število protonov, bo ionski naboj negativen. Če želite poiskati število elektronov, dodajte številu protonov nasprotno neravnovesje naboja.
Na primer, če ima izotop naboj -3, kot pri fosforju (atomsko število 15), je število elektronov tri večje od števila protonov. Izračun števila elektronov nato postane 15 + (- 1) (- 3) ali 15 + 3 = 18 ali 18 elektronov. Če ima izotop +2 naboj, kot pri stronciju (atomsko število 38), je število elektronov dva manjše od števila protonov. V tem primeru izračun postane 38 + (- 1) (+ 2) = 38-2 = 36, tako da ima ion 36 elektronov. Običajna kratica za ione prikazuje neravnovesje naboja kot nadpis, ki sledi atomskemu simbolu. V primeru fosforja bi bil ion zapisan kot P-3.