Hur man hittar antalet neutroner i en isotop

Atomer utgör all materia. Allt med massa och volym, stort eller litet, innehåller atomer. Otroligt nog innehåller de små atomerna ännu mindre partiklar. Protoner, neutroner och elektroner är de tre huvudkomponenterna i alla atomer. Antalet och arrangemanget av dessa tre otänkbart små partiklar bestämmer egenskaperna och beteendet hos de atomer som innehåller dem.

TL; DR (för lång; Läste inte)

För att hitta antalet neutroner i en isotop, dra av antalet protoner från isotopens atommassa. Elementets atomnummer är lika med antalet protoner. Att beräkna antalet neutroner blir sedan atommassa för isotopen minus elementets atomnummer är lika med antalet neutroner. För uran-235, atomnummer 92, är antalet neutroner 235-92 = 143 eller 143 neutroner.

Nästan alla atomer innehåller tre huvudpartiklar: protoner, neutroner och elektroner. Protoner och neutroner utgör atomens kärna, eller centrum. Elektroner, mycket mindre än protonerna och neutronerna, kretsar kring kärnan och zippar runt med ljusets hastighet. Protoner har en positiv laddning, neutroner har ingen laddning och elektroner har en negativ laddning. I en neutral atom är antalet protoner lika med antalet elektroner, men antalet neutroner är inte alltid lika med antalet protoner.

Antalet protoner i en atom bestämmer vilken typ av element atomen bildar. Väte, det första elementet i det periodiska systemet, har bara en proton. Helium, andra på det periodiska systemet, har två protoner. Guld, nummer 79 i det periodiska systemet, har 79 protoner. Det periodiska elementet visar elementen i ordning efter antalet protoner i atomerna.

En isotop av ett element betyder atomer med samma atomnummer men olika massnummer. Så, isotoper av ett element har ett annat antal neutroner. Väte har tre isotoper. Väte, den vanligaste formen av atomen, har en proton och en elektron. Deuterium, en isotop av väte, har fortfarande bara en proton och en elektron, men har också en neutron. Tritium, en annan isotop av väte, har fortfarande bara en proton och en elektron men har två neutroner.

Massan av en atom består av de kombinerade massorna av protonerna och neutronerna. Elektronernas massa är försumbar i atomens totala massa. Protoner mäter ungefär en atommasseenhet och neutroner mäter bara något mer än en atommasseenhet. För att hitta antalet neutroner i atomen, subtrahera atomnumret från atommassan.

Atomtalet och den genomsnittliga atommassan finns i det periodiska systemet. Massan av olika isotoper skrivs dock ofta som en del av isotopens namn. Uran-235 betyder elementet uran, atomnummer 92, har 92 protoner och en atommassa på 235. Å andra sidan har uran-238 en massa på 238 men har fortfarande bara 92 protoner. En alternativ metod för att skriva en isotop visar atommassan som ett överskrift och atomnumret som ett underskrift. Uranium-235 kan också skrivas som ²³⁵₉₂ U där U är standardförkortningen för uran.

Med användning av väteisotoperna som exempel har den "normala" väteatomen en atommassa på 1, och atomnumret är 1, vilket betyder att atomen bara har en proton. Med hjälp av formeln ger atommassan 1 minus atomnumret, eller antalet protoner, 1 ekvationen 1-1 = 0, så väteatomen har 0 neutroner. Å andra sidan har tritium, en isotop av väte, en atommassa på 3 men atomantalet vätgas förblir 1 eftersom atomen bara har en proton. Med hjälp av ekvationen motsvarar atommassa minus atomtal antalet neutroner, ger 3-1 = 2, så tritium har 2 neutroner.

Ett annat vanligt element, kol, har också flera isotoper. Den normala kolatomen, atomnummer 6, har en atommassa på 12. Med hjälp av formeln visar atommassa minus atomtal lika med antalet neutroner, visar 12-6 = 6, så kol-12-atomen har 6 neutroner. Kol-14, som används för radioaktiv åldring av fossiler under 10 000 år, har fortfarande 6 protoner men har en atommassa på 14. Att beräkna antalet neutroner använder samma formel, så 14-6 = 8, så kol-14 har 8 neutroner i sin kärna.