Содержание
- TL; DR (слишком долго; не читал)
- Используйте периодическую таблицу
- пример
- Количество нейтронов в изотопе
Каждое атомное ядро, кроме водорода, содержит как протоны, так и нейтроны. Ядра слишком малы, чтобы их можно было увидеть даже под микроскопом, а нуклоны (что является общим термином для протонов и нейтронов) еще меньше. Это позволяет подсчитать количество нейтронов, но ученые все еще знают, сколько в ядрах каждого изотопа каждого элемента. Откуда они знают? Они используют такие методы, как масс-спектрометрия, для измерения общей массы атомов конкретного элемента. Как только они узнают общую массу, остальное легко.
Общая масса атома является суммой всех его протонов, нейтронов и электронов, но электроны настолько легки, что для всех практических целей они не имеют значения. Это означает, что масса элемента является суммой масс его нуклонов. Число протонов одинаково для каждого атома определенного элемента, и протоны и нейтроны имеют одинаковую массу, поэтому все, что вам нужно сделать, это вычесть количество протонов из атомной массы, измеренное в единицах атомной массы (amu), и вы остались с числом нейтронов.
TL; DR (слишком долго; не читал)
TL; DR (слишком долго; не читал)
Атомная масса равна количеству протонов плюс число нейтронов, поэтому вы находите количество нейтронов, вычитая количество протонов (то есть атомное число) из атомной массы (в атомных единицах массы). Округлите атомную массу до ближайшего целого числа, чтобы найти число нейтронов в наиболее распространенном изотопе.
Используйте периодическую таблицу
Периодическая таблица перечисляет все элементы путем увеличения числа протонов, поэтому место, которое элемент занимает в таблице, автоматически сообщает вам, сколько протонов находится в его ядре. Это атомный номер элемента, и он отображается прямо под символом для элемента. Рядом с ним другое число, которое является атомной массой. Это число всегда больше его атомного номера и часто содержит дробь, потому что это среднее от атомных масс всех естественных изотопов этого элемента. Вы можете использовать его для определения среднего числа протонов в ядре этого элемента.
Процедура не может быть проще. Округлите атомную массу до ближайшего целого числа, затем вычтите из нее атомный номер элемента. Разница равна количеству нейтронов.
пример
1. Сколько в среднем нейтронов в ядре урана?
Уран является 92-м элементом в периодической таблице, поэтому его атомный номер 92 и в его ядре 92 протона. Периодическая таблица перечисляет атомную массу как 238.039 amu. Округлите атомную массу до 238, вычтите атомный номер, и у вас останется 146 нейтронов. Уран имеет большое количество нейтронов по отношению к числу протонов, поэтому все его изотопы радиоактивны.
Количество нейтронов в изотопе
Число нейтронов в ядре конкретного элемента может варьироваться, и каждый вариант элемента с его характерным числом нейтронов известен как изотоп. Все элементы, кроме 20, имеют более одного изотопа, а некоторые имеют много. Олово (Sn) возглавляет список с десятью изотопами, сопровождаемыми ксеноном (Xe) с девятью.
Каждый изотоп элемента состоит из целого числа протонов и нейтронов, поэтому его атомная масса представляет собой простую сумму этих нуклонов. Атомная масса для изотопа никогда не бывает дробной. У ученых есть два способа обозначить изотоп. Взяв в качестве примера изотоп углерода, вы можете написать его как C-14 или 14C. Число - атомная масса. Вычтите атомный номер элемента из атомной массы изотопа, и в результате получите число нейтронов в ядре этого изотопа.
В случае С-14 атомное число углерода равно 6, поэтому в ядре должно быть 8 нейтронов. Это на два больше, чем у более распространенного сбалансированного изотопа С-12. Дополнительная масса делает С-14 радиоактивным.