วิธีหาจำนวนโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอนที่อยู่ในไอโซโทป

สสารมีหลายขนาด รูปทรงและสี พิจารณาคลอรีน ก๊าซสีเหลืองหรือตะกั่ว ของแข็งสีเทาดำ หรือปรอท ซึ่งเป็นของเหลวสีเงิน ธาตุสามชนิดที่แตกต่างกันมาก แต่ละวัสดุสร้างจากอะตอมเพียงชนิดเดียว ความแตกต่างของสสารนั้นมาจากความแตกต่างที่น้อยที่สุดในโครงสร้างอะตอม

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

เข้าใจว่าไอโซโทปของธาตุมีจำนวนมวลต่างกัน แต่มีโปรตอนเท่ากัน ใช้ตารางธาตุ หาเลขอะตอมของธาตุ เลขอะตอมเท่ากับจำนวนโปรตอน ในอะตอมที่สมดุล จำนวนอิเล็กตรอนเท่ากับจำนวนโปรตอน ในอะตอมที่ไม่สมดุล จำนวนอิเล็กตรอนเท่ากับจำนวนโปรตอนบวกกับประจุไอออนตรงข้าม คำนวณจำนวนนิวตรอนโดยลบเลขอะตอมออกจากเลขมวล หากไม่ทราบเลขมวลของไอโซโทปเฉพาะ ให้ใช้มวลอะตอมจากตารางธาตุที่ปัดเศษ เป็นจำนวนเต็มที่ใกล้เคียงที่สุด ลบเลขอะตอมเพื่อหาจำนวนเฉลี่ยของนิวตรอนสำหรับ ธาตุ.

อนุภาคหลักสามตัวสร้างทุกอะตอม โปรตอนและนิวตรอนกระจุกตัวในนิวเคลียสที่ศูนย์กลางของอะตอม อิเล็กตรอนก่อตัวเป็นเมฆหมุนรอบนิวเคลียส โปรตอนและนิวตรอนประกอบกันเป็นมวลของอะตอม อิเล็กตรอนที่มีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับโปรตอนและนิวตรอน มีส่วนทำให้มวลอะตอมโดยรวมมีน้อยมาก

อะตอมของธาตุเดียวกันมีจำนวนโปรตอนเท่ากัน อะตอมของทองแดงทั้งหมดมี 29 โปรตอน อะตอมฮีเลียมทั้งหมดมี 2 โปรตอน ไอโซโทปเกิดขึ้นเมื่ออะตอมของธาตุเดียวกันมีมวลต่างกัน เนื่องจากจำนวนโปรตอนของธาตุไม่เปลี่ยนแปลง ความแตกต่างของมวลจึงเกิดขึ้นเนื่องจากจำนวนนิวตรอนต่างกัน ตัวอย่างเช่น ทองแดงมีไอโซโทปสองไอโซโทปคือ copper-63 และ copper-65 Copper-63 มีโปรตอน 29 ตัวและมีมวล 63 Copper-65 มีโปรตอน 29 ตัวและมีมวล 65 ฮีเลียมมี 2 โปรตอนและเกือบจะมีเลขมวล 4 เสมอ ฮีเลียมสร้างไอโซโทปฮีเลียม-3 ได้น้อยมาก ซึ่งยังคงมีโปรตอนอยู่ 2 ตัว แต่มีเลขมวลเท่ากับ 3

วิธีหนึ่งในการเขียนสูตรสำหรับไอโซโทปจะแสดงชื่อองค์ประกอบหรือสัญลักษณ์ตามด้วยเลขมวล เช่น ฮีเลียม-4 หรือเฮ-4 การระบุชวเลขของไอโซโทปแสดงเลขมวลเป็นตัวยกและเลขอะตอมเป็นตัวห้อย ทั้งสองแสดงนำหน้าสัญลักษณ์อะตอม ตัวอย่างเช่น, ⁴₂เขาระบุไอโซโทปฮีเลียมที่มีมวล 4

การจัดเรียงตารางธาตุให้ข้อมูลที่จำเป็นในการค้นหาจำนวนโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอนในอะตอม ตารางธาตุสมัยใหม่จัดองค์ประกอบตามลำดับโปรตอน องค์ประกอบแรกบนโต๊ะ ไฮโดรเจน มีโปรตอนหนึ่งตัว องค์ประกอบสุดท้าย (อย่างน้อยก็ในตอนนี้) บนโต๊ะ Oganesson หรือ Ununoctium มี 118 โปรตอน

เลขอะตอมในตารางธาตุระบุจำนวนโปรตอนในอะตอมใดๆ ของธาตุนั้น ทองแดง เลขอะตอม 29 มีโปรตอน 29 ตัว การหาเลขอะตอมของธาตุจะแสดงจำนวนโปรตอน

ความแตกต่างระหว่างไอโซโทปของธาตุขึ้นอยู่กับจำนวนของนิวตรอน ในการหาจำนวนนิวตรอนในไอโซโทป ให้หาเลขมวลของไอโซโทปและเลขอะตอม เลขอะตอมหรือจำนวนโปรตอนมีอยู่ในตารางธาตุ มวลอะตอมที่พบในตารางธาตุคือค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักของไอโซโทปทั้งหมดของธาตุ หากไม่มีการระบุไอโซโทป มวลอะตอมสามารถปัดเศษเป็นจำนวนเต็มที่ใกล้เคียงที่สุดและใช้เพื่อหาจำนวนเฉลี่ยของนิวตรอน

ตัวอย่างเช่น มวลอะตอมของปรอทคือ 200.592 ดาวพุธมีไอโซโทปจำนวนมากที่มีเลขมวลตั้งแต่ 196 ถึง 204 ใช้มวลอะตอมเฉลี่ย คำนวณจำนวนนิวตรอนโดยเฉลี่ยโดยการปัดเศษมวลอะตอมครั้งแรกจาก 200.592 เป็น 201 ทีนี้ ลบจำนวนโปรตอน 80 ออกจากมวลอะตอม 201-80 เพื่อหาจำนวนนิวตรอนเฉลี่ย 121

ถ้าทราบจำนวนมวลของไอโซโทป ก็สามารถคำนวณจำนวนนิวตรอนตามจริงได้ ใช้สูตรเดียวกัน คือ เลขมวลลบเลขอะตอม ในการคำนวณจำนวนนิวตรอน ในกรณีของปรอท ไอโซโทปที่พบมากที่สุดคือปรอท-202 ใช้สมการ 202-80=122 เพื่อหาว่าปรอท-202 มี 122 นิวตรอน

ไอโซโทปที่เป็นกลางไม่มีประจุ หมายความว่าประจุบวกและประจุลบจะสมดุลในไอโซโทปที่เป็นกลาง ในไอโซโทปที่เป็นกลาง จำนวนอิเล็กตรอนเท่ากับจำนวนโปรตอน เช่นเดียวกับการหาจำนวนโปรตอน การหาจำนวนอิเล็กตรอนในไอโซโทปที่เป็นกลางนั้นจำเป็นต้องหาเลขอะตอมของธาตุ

ในไอออน ซึ่งเป็นไอโซโทปที่มีประจุบวกหรือลบ จำนวนโปรตอนไม่เท่ากับจำนวนอิเล็กตรอน ถ้าโปรตอนมีจำนวนมากกว่าอิเล็กตรอน ไอโซโทปจะมีประจุบวกมากกว่าประจุลบ กล่าวอีกนัยหนึ่ง จำนวนโปรตอนเกินจำนวนอิเล็กตรอนด้วยจำนวนเดียวกันกับประจุบวก หากจำนวนอิเล็กตรอนเกินจำนวนโปรตอน ประจุไอออนจะเป็นลบ ในการหาจำนวนอิเล็กตรอน ให้บวกค่าความไม่สมดุลของประจุตรงข้ามกับจำนวนโปรตอน

ตัวอย่างเช่น หากไอโซโทปมีประจุ -3 เช่นเดียวกับฟอสฟอรัส (เลขอะตอม 15) จำนวนอิเล็กตรอนก็จะมากกว่าจำนวนโปรตอนสามตัว การคำนวณจำนวนอิเล็กตรอนจะกลายเป็น 15+(-1)(-3) หรือ 15+3=18 หรือ 18 อิเล็กตรอน หากไอโซโทปมีประจุ +2 เช่นเดียวกับสตรอนเทียม (เลขอะตอม 38) จำนวนอิเล็กตรอนจะน้อยกว่าจำนวนโปรตอนสองตัว ในกรณีนี้ การคำนวณจะกลายเป็น 38+(-1)(+2)=38-2=36 ดังนั้นไอออนจึงมี 36 อิเล็กตรอน ชวเลขปกติสำหรับไอออนแสดงความไม่สมดุลของประจุเป็นตัวยกตามสัญลักษณ์อะตอม ในตัวอย่างฟอสฟอรัส ไอออนจะเขียนเป็น P^-3.