Кожне атомне ядро, крім водню, містить як протони, так і нейтрони. Ядра занадто малі, щоб їх можна було побачити навіть за допомогою мікроскопа, а нуклони (що є загальним терміном для протонів і нейтронів) ще менші. Це дозволяє підрахувати кількість нейтронів, проте вчені все ще знають, скільки в ядрах кожного ізотопу кожного елемента. Звідки вони знають? Вони використовують такі методи, як мас-спектрометрія для вимірювання загальної маси атомів певного елемента. Як тільки вони дізнаються загальну масу, інше стає легким.
Загальна маса атома - це сума всіх його протонів, нейтронів та електронів, але електрони настільки легкі, що для всіх практичних цілей вони не мають значення. Це означає, що маса елемента є сумою мас його нуклонів. Кількість протонів однаково для кожного атома певного елемента, а протони та нейтрони мають однакову масу, тому все, що вам потрібно потрібно відняти кількість протонів від атомної маси, виміряної в одиницях атомної маси (аму), і у вас залишиться кількість нейтрони.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Атомна маса дорівнює кількості протонів плюс кількості нейтронів, отже ви знайдете число нейтронів шляхом віднімання кількості протонів (тобто атомного номера) з атомної маси (в атомній масі одиниць). Округліть атомну масу до найближчого цілого числа, щоб знайти кількість нейтронів у найпоширенішому ізотопі.
Використовуйте Періодичну систему
Періодична таблиця перераховує всі елементи, збільшуючи кількість протонів, тому місце, яке елемент займає в таблиці, автоматично повідомляє вам, скільки протонів знаходиться в його ядрі. Це атомний номер елемента, і він відображається прямо під символом елемента. Поруч знаходиться інше число, яке є атомною масою. Це число завжди більше атомного номера, і воно часто містить частку, оскільки це середнє значення атомних мас усіх природних ізотопів цього елемента. За його допомогою можна визначити середню кількість протонів в ядрі цього елемента.
Процедура не може бути простішою. Округліть атомну масу до найближчого цілого числа, а потім відніміть від нього атомний номер елемента. Різниця дорівнює кількості нейтронів.
Приклад
1. Яка кількість нейтронів в середньому в ядрі урану?
Уран - 92-й елемент періодичної системи, тому його атомний номер 92 і в його ядрі 92 протони. У періодичній системі атомна маса вказана як 238,039 аму. Округліть атомну масу до 238, відніміть атомний номер, і у вас залишиться 146 нейтронів. Уран має велику кількість нейтронів щодо кількості протонів, саме тому всі його ізотопи є радіоактивними.
Кількість нейтронів в ізотопі
Кількість нейтронів в ядрі певного елемента може змінюватися, і кожна версія елемента з характерною кількістю нейтронів відома як ізотоп. Усі елементи, крім 20, мають більше одного ізотопу, а деякі мають багато. Олово (Sn) очолює список з десятьма ізотопами, а потім ксенон (Xe) з дев'ятьма.
Кожен ізотоп елемента складається з цілої кількості протонів та нейтронів, тому його атомна маса є простою сумою цих нуклонів. Атомна маса ізотопу ніколи не є дробовою. Учені мають два способи позначення ізотопу. Взявши для прикладу ізотоп вуглецю, ви можете записати його як С-14 або 14C. Число - це атомна маса. Від атомної маси ізотопу відніміть атомний номер елемента, і в результаті вийде число нейтронів у ядрі цього ізотопу.
У разі С-14 атомний номер вуглецю дорівнює 6, тому в ядрі повинно бути 8 нейтронів. Це на два більше, ніж найпоширеніший, збалансований ізотоп С-12. Додаткова маса робить С-14 радіоактивним.
