The hromadné číslo Hmotnostní číslo atomu je součtem počtu protonů a počtu neutronů v jádře. Tyto částice jsou zaměnitelně označovány názvem nukleony, proto hmotnostní číslo představuje jejich množství.
Nechť N je počet přítomných neutronů a Z počet protonů, pokud nazýváme A jako hromadné číslo, pak:
A = N + Z
Rejstřík článků
Zde je několik příkladů hromadných čísel pro dobře známé prvky:
Nejstabilnější a nejhojnější atom vodíku je také nejjednodušší: 1 proton a jeden elektron. Jelikož jádro vodíku nemá neutrony, je pravda, že A = Z = 1.
Kyslíkové jádro má 8 neutronů a 8 protonů, tedy A = 16.
Život na Zemi je založen na chemii uhlíku, světelného atomu se 6 protony v jádru plus 6 neutronů, takže A = 6 + 6 = 12.
Tento prvek, mnohem těžší než předchozí, je dobře známý pro své radioaktivní vlastnosti. Jádro uranu má 92 protonů a 146 neutronů. Pak je jeho hmotnostní číslo A = 92 + 146 = 238.
Jak již bylo zmíněno dříve, hmotnostní číslo A prvku vždy odpovídá součtu počtu protonů a počtu neutronů, které jeho jádro obsahuje. Je to také celé číslo, ale ... existuje nějaké pravidlo týkající se vztahu mezi těmito dvěma veličinami??
Uvidíme: všechny výše uvedené prvky jsou lehké, kromě uranu. Atom vodíku je, jak jsme řekli, nejjednodušší. Nemá neutrony, přinejmenším ve své nejhojnější verzi, a v kyslíku a uhlíku je stejný počet protonů a neutronů.
Stává se to také s jinými světelnými prvky, jako je dusík, další velmi důležitý plyn pro život, který má 7 protonů a 7 neutronů. Jak se však jádro stává složitějším a atomy těžší, počet neutronů se zvyšuje jinou rychlostí..
Na rozdíl od lehkých prvků má uran s 92 protony přibližně 1 ½násobek tohoto množství v neutronech: 1 ½ x 92 = 1,5 x 92 = 138.
Jak vidíte, blíží se 146, což je množství neutronů, které má.
To vše je patrné z křivky na obrázku 2. Je to graf N proti Z, známý jako křivka jaderné stability. Zde vidíte, jak mají lehké atomy stejný počet protonů jako neutrony a jak se od Z = 20 zvyšuje počet neutronů..
Tímto způsobem se velký atom stává stabilnějším, protože přebytek neutronů snižuje elektrostatický odpor mezi protony..
Velmi užitečná notace, která rychle popisuje typ atomu, je následující: symbol prvku a příslušná atomová a hmotnostní čísla jsou zapsána, jak je znázorněno níže v tomto diagramu:
V této notaci by atomy v předchozích příkladech byly:
Někdy se používá jiná pohodlnější notace, ve které se k označení atomu používá pouze symbol prvku a hmotnostní číslo, přičemž se vynechá atomové číslo. Tímto způsobem 12 6C se jednoduše píše jako uhlík-12, 16 8Nebo by to byl kyslík-16 atd. Pro jakýkoli prvek.
Počet protonů v jádru určuje povahu prvku. Například každý atom, jehož jádro obsahuje 29 protonů, je atom mědi, bez ohledu na to, co se děje..
Předpokládejme, že atom mědi ztratí elektron z jakéhokoli důvodu, stále je to měď. Nyní je to však ionizovaný atom.
Pro atomové jádro je obtížnější získat nebo ztratit proton, ale v přírodě k tomu může dojít. Například uvnitř hvězd se z lehkých prvků kontinuálně tvoří těžší prvky, protože hvězdné jádro se chová jako fúzní reaktor..
A právě tady na Zemi je fenomén radioaktivní rozpad, ve kterém některé nestabilní atomy vylučují nukleony a emitují energii a transformují se do dalších prvků.
Nakonec existuje možnost, že atom určitého prvku má jiné hmotnostní číslo, v tomto případě je to a izotop.
Dobrým příkladem je známý uhlík-14 nebo radiokarbon, který se používá k datování archeologických objektů a jako biochemický indikátor. Je to stejný uhlík se stejnými chemickými vlastnostmi, ale se dvěma neutrony navíc.
Uhlík-14 je méně hojný než uhlík-12, stabilní izotop, a je také radioaktivní. To znamená, že v průběhu času se rozpadá emitující energii a částice, dokud se nestane stabilním prvkem, kterým je v jeho případě dusík..
Uhlík v přírodě existuje jako směs několika izotopů, z nichž nejhojnější je již zmíněný 12 6C nebo uhlík-12. A kromě uhlíku-14 existuje 13 6C s dalším neutronem.
To je v přírodě běžné, například o cínu je známo 10 stabilních izotopů. Na druhou stranu, z berylia a sodíku je znám pouze jediný izotop.
Každý izotop, přirozený nebo umělý, má jinou rychlost transformace. Stejným způsobem je možné v laboratoři vytvářet umělé izotopy, které jsou obecně nestabilní a radioaktivně se rozpadají ve velmi krátkém zlomku sekundy, zatímco jiným trvá mnohem déle, pokud věk Země nebo více ..
| Uhlíkové izotopy | Atomové číslo Z | Hmotnost číslo A | Hojnost% |
|---|---|---|---|
| 12 6 C | 6 | 12 | 98,89 |
| 13 6 C | 6 | 13 | 1.11 |
| 14 6 C | 6 | 14 | Stopy |
Jaký je rozdíl mezi 13 7 N a 14 7 N?
Oba jsou atomy dusíku, protože jejich atomové číslo je 7. Avšak jeden z izotopů, ten s A = 13, má o jeden neutron méně, zatímco 14 7 N je nejhojnější izotop.
Kolik neutronů je v jádru atomu rtuti, označeno jako 201 80 Hg?
Protože A = 201 a Z = 80, a také s vědomím, že:
A = Z + N
N = A - Z = 201 - 80 = 121
A dochází k závěru, že atom rtuti má 121 neutronů.
Zatím žádné komentáře