Атоми складають всю матерію. Все, що має масу та об’єм, велике чи мале, містить атоми. Дивно, але крихітні атоми містять ще менші частинки. Протони, нейтрони та електрони - три основні компоненти всіх атомів. Кількість і розташування цих трьох немислимо малих частинок визначає властивості та поведінку атомів, що їх містять.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Щоб знайти кількість нейтронів в ізотопі, відніміть кількість протонів від атомної маси ізотопу. Атомний номер елемента дорівнює кількості протонів. Тоді обчислення числа нейтронів стає атомною масою ізотопу мінус атомний номер елемента, рівний кількості нейтронів. Для урану-235, атомний номер 92, число нейтронів становить 235-92 = 143, або 143 нейтрони.
Частинки в атомах
Майже всі атоми містять три основні частинки: протони, нейтрони та електрони. Протони та нейтрони складають ядро або центр атома. Електрони, набагато менші за протони та нейтрони, обертають ядро, закручуючись зі швидкістю світла. Протони мають позитивний заряд, нейтрони не мають заряду, а електрони мають негативний заряд. У нейтральному атомі кількість протонів дорівнює кількості електронів, але кількість нейтронів не завжди дорівнює кількості протонів.
Ідентифікація атомів
Кількість протонів в атомі визначає, який вид елемента утворює атом. Водень, перший елемент періодичної системи, має лише один протон. Гелій, другий у періодичній системі, має два протони. Золото, номер 79 в періодичній системі, має 79 протонів. Періодична система елементів відображає елементи в порядку кількості протонів в атомах.
Ізотопи атомів
Ізотоп елемента означає атоми з однаковим атомним номером, але різними масовими числами. Отже, ізотопи елемента мають різну кількість нейтронів. У водню є три ізотопи. Водень, найпоширеніша форма атома, має один протон і один електрон. Дейтерій, один ізотоп водню, все ще має лише один протон і один електрон, але також має один нейтрон. Тритій, інший ізотоп водню, все ще має лише один протон і один електрон, але має два нейтрони.
Розрахунок нейтронів
Маса атома складається з об’єднаних мас протонів і нейтронів. Маса електронів незначна в загальній масі атома. Протони вимірюють приблизно одну атомну одиницю маси, а нейтрони - лише трохи більше, ніж одну атомну одиницю маси. Щоб знайти кількість нейтронів в атомі, відніміть атомне число від атомної маси.
Атомний номер та середню атомну масу можна знайти в таблиці Менделєєва. Проте маса різних ізотопів часто пишеться як частина назви ізотопу. Уран-235 означає елемент уран, атомний номер 92, має 92 протони і атомну масу 235. З іншого боку, уран-238 має масу 238, але все ще має лише 92 протони. Альтернативний метод написання ізотопу показує атомну масу як верхній індекс, а атомний номер як індекс. Уран-235 також можна записати як 23592 U, де U - стандартне скорочення урану.
На прикладі ізотопів водню "нормальний" атом водню має атомну масу 1, а атомний номер - 1, тобто атом має лише один протон. Використовуючи формулу, атомна маса 1, мінус атомний номер, або число протонів, 1, дає рівняння 1-1 = 0, отже, атом водню має 0 нейтронів. З іншого боку, тритій, ізотоп водню, має атомну масу 3, але атомний номер водню залишається 1, оскільки атом має лише один протон. За допомогою рівняння атомна маса мінус атомне число дорівнює кількості нейтронів, дає 3-1 = 2, отже, тритій має 2 нейтрони.
Інший поширений елемент, вуглець, також має кілька ізотопів. Звичайний атом вуглецю, атомний номер 6, має атомну масу 12. Використовуючи формулу, атомна маса мінус атомне число дорівнює кількості нейтронів, показує 12-6 = 6, отже атом вуглецю-12 має 6 нейтронів. Вуглець-14, який використовується для радіоактивного датування копалин у віці до 10 000 років, все ще має 6 протонів, але має атомну масу 14. Для розрахунку кількості нейтронів використовується однакова формула, тому 14-6 = 8, отже вуглець-14 має в своєму ядрі 8 нейтронів.