ทุกนิวเคลียสของอะตอม ยกเว้นไฮโดรเจน มีทั้งโปรตอนและนิวตรอน นิวเคลียสมีขนาดเล็กเกินกว่าจะมองเห็นได้ แม้จะใช้กล้องจุลทรรศน์ก็ตาม และนิวคลีออน (ซึ่งเป็นคำทั่วไปของโปรตอนและนิวตรอน) ก็มีขนาดเล็กกว่า ซึ่งช่วยให้นับจำนวนนิวตรอนได้ แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ยังรู้ว่ามีกี่นิวเคลียสของไอโซโทปของธาตุทุกตัว พวกเขารู้ได้อย่างไร? พวกเขาใช้เทคนิคต่างๆ เช่น แมสสเปกโตรเมตรีเพื่อวัดมวลรวมของอะตอมของธาตุหนึ่ง เมื่อทราบมวลรวมแล้ว ส่วนที่เหลือก็ง่าย
มวลรวมของอะตอมคือผลรวมของโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอนทั้งหมดของมัน แต่อิเล็กตรอนนั้นเบามาก ซึ่งสำหรับวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติทั้งหมด พวกมันไม่สำคัญ นั่นหมายความว่ามวลของธาตุคือผลรวมของมวลของนิวคลีออน จำนวนโปรตอนเท่ากันสำหรับทุกอะตอมของธาตุบางชนิด และโปรตอนและนิวตรอนมีมวลเท่ากัน ดังนั้น สิ่งที่คุณต้องทำคือ do ลบจำนวนโปรตอนออกจากมวลอะตอมซึ่งวัดเป็นหน่วยมวลอะตอม (amu) แล้วคุณจะเหลือจำนวน นิวตรอน
ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)
ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)
มวลอะตอมเท่ากับจำนวนโปรตอนบวกกับจำนวนนิวตรอน ดังนั้นคุณจะพบจำนวน นิวตรอนโดยการลบจำนวนโปรตอน (เช่น เลขอะตอม) ออกจากมวลอะตอม (ในมวลอะตอม หน่วย) ปัดเศษมวลอะตอมเป็นจำนวนเต็มที่ใกล้ที่สุดเพื่อหาจำนวนนิวตรอนในไอโซโทปที่พบบ่อยที่สุด
ใช้ตารางธาตุ
ตารางธาตุแสดงองค์ประกอบทั้งหมดโดยการเพิ่มจำนวนโปรตอน ดังนั้นตำแหน่งที่องค์ประกอบอยู่ในตารางจะบอกคุณโดยอัตโนมัติว่ามีโปรตอนอยู่ในนิวเคลียสกี่ตัว นี่คือเลขอะตอมของธาตุ และจะแสดงอยู่ใต้สัญลักษณ์ของธาตุนั้น ถัดมาเป็นเลขอีกตัวหนึ่งคือมวลอะตอม ตัวเลขนี้มากกว่าเลขอะตอมเสมอ และมักประกอบด้วยเศษส่วน เนื่องจากเป็นมวลอะตอมเฉลี่ยของไอโซโทปที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติของธาตุนั้น คุณสามารถใช้มันเพื่อกำหนดจำนวนโปรตอนโดยเฉลี่ยในนิวเคลียสของธาตุนั้นได้
ขั้นตอนไม่สามารถง่ายกว่านี้ ปัดเศษมวลอะตอมให้เป็นจำนวนเต็มที่ใกล้ที่สุด แล้วลบเลขอะตอมของธาตุนั้นออก ผลต่างเท่ากับจำนวนนิวตรอน
ตัวอย่าง
1. จำนวนนิวตรอนโดยเฉลี่ยในนิวเคลียสยูเรเนียมคือเท่าไร?
ยูเรเนียมเป็นธาตุที่ 92 ในตารางธาตุ ดังนั้นเลขอะตอมของมัน 92 และมีโปรตอน 92 ตัวในนิวเคลียส ตารางธาตุแสดงมวลอะตอมเป็น 238.039 amu ปัดเศษมวลอะตอมเป็น 238 ลบเลขอะตอม แล้วคุณจะเหลือ 146 นิวตรอน ยูเรเนียมมีนิวตรอนจำนวนมากเมื่อเทียบกับจำนวนโปรตอน ซึ่งเป็นสาเหตุที่ไอโซโทปทั้งหมดของยูเรเนียมมีกัมมันตภาพรังสี
จำนวนนิวตรอนในไอโซโทป
จำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสของธาตุใดธาตุหนึ่งอาจแตกต่างกันไป และธาตุแต่ละรุ่นที่มีจำนวนนิวตรอนตามลักษณะเฉพาะจะเรียกว่าไอโซโทป ธาตุทั้งหมดยกเว้น 20 ธาตุมีไอโซโทปมากกว่าหนึ่งตัว และบางตัวมีไอโซโทปจำนวนมาก ดีบุก (Sn) อยู่ในอันดับต้น ๆ ของรายการด้วยไอโซโทปสิบตัวตามด้วยซีนอน (Xe) ที่มีเก้า
ไอโซโทปของธาตุแต่ละธาตุประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนจำนวนเต็ม ดังนั้นมวลอะตอมของธาตุจึงเป็นผลรวมอย่างง่ายของนิวคลีออนเหล่านั้น มวลอะตอมของไอโซโทปไม่เป็นเศษส่วน นักวิทยาศาสตร์มีสองวิธีในการแสดงไอโซโทป ยกตัวอย่างไอโซโทปของคาร์บอน คุณสามารถเขียนมันว่า C-14 หรือ 14ค. ตัวเลขคือมวลอะตอม ลบเลขอะตอมของธาตุออกจากมวลอะตอมของไอโซโทป ผลที่ได้คือจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสของไอโซโทปนั้น
ในกรณีของ C-14 เลขอะตอมของคาร์บอนคือ 6 ดังนั้นนิวเคลียสต้องมี 8 นิวตรอน นั่นเป็นมากกว่าไอโซโทปที่มีความสมดุลทั่วไปถึงสองชนิด C-12 มวลส่วนเกินทำให้กัมมันตภาพรังสี C-14