Indhold
Hver atomkerne undtagen brint indeholder både protoner og neutroner. Kerner er for små til at se, selv med et mikroskop, og nukleonerne (som er den generiske betegnelse for protoner og neutroner) er endnu mindre. Det giver mulighed for at tælle antallet af neutroner, men alligevel ved forskere, hvor mange der er i kernerne i hver isotop af hvert element. Hvordan ved de det? De bruger teknikker såsom massespektrometri til at måle den samlede masse af atomerne i et bestemt element. Når de først har kendt den samlede masse, er resten let.
Den totale masse af et atom er summen af alle dets protoner, neutroner og elektroner, men elektroner er så lette, at de til alle praktiske formål ikke betyder noget. Det betyder, at massen af et element er summen af masserne i dets nukleoner. Antallet af protoner er det samme for hvert atom i et bestemt element, og protoner og neutroner har den samme masse, så alt hvad du skal gøre er at trække antallet af protoner fra den atommasse, målt i atommasseenheder (amu), og du er tilbage med antallet af neutroner.
TL; DR (for lang; læste ikke)
TL; DR (for lang; læste ikke)
Atommassen er lig med antallet af protoner plus antallet af neutroner, så du finder antallet af neutroner ved at trække antallet af protoner (dvs. atomnummeret) fra atommassen (i atommasseenheder). Rund atommassen til det nærmeste hele tal for at finde antallet af neutroner i den mest almindelige isotop.
Brug den periodiske tabel
Den periodiske tabel viser alle elementerne ved at øge antallet af protoner, så det sted, som et element optager i tabellen, fortæller dig automatisk, hvor mange protoner der er i dens kerne. Dette er elementets atomnummer, og det vises ret under symbolet for elementet. Ved siden af er der et andet tal, som er atommassen. Dette tal er altid større end det atomære antal, og det indeholder ofte en brøkdel, fordi det er et gennemsnit af atommasserne af alle de naturligt forekommende isotoper i dette element. Du kan bruge det til at bestemme det gennemsnitlige antal protoner i kernen i dette element.
Proceduren kunne ikke være enklere. Rund atommassen til det nærmeste hele tal, og træk derefter elementets atomnummer fra det. Forskellen er lig med antallet af neutroner.
Eksempel
1. Hvad er antallet af neutroner i gennemsnit i urankernen?
Uran er det 92. element i den periodiske tabel, så dets atomnummer 92 og det har 92 protoner i sin kerne. Den periodiske tabel viser atommassen som 238.039 amu. Rund atommassen til 238, træk atomnummeret, og du er tilbage med 146 neutroner. Uran har et stort antal neutroner i forhold til antallet af protoner, hvorfor alle isotoper er radioaktive.
Antallet af neutroner i en isotop
Antallet af neutroner i kernen i et bestemt element kan variere, og hver version af elementet med dets karakteristiske antal neutroner er kendt som en isotop. Alle undtagen 20 elementer har mere end en isotop, og nogle har mange. Tin (Sn) topper listen med ti isotoper efterfulgt af xenon (Xe) med ni.
Hver isotop af et element består af et helt antal protoner og neutroner, så dens atommasse er den enkle sum af disse nukleoner. Atommassen for en isotop er aldrig fraktioneret. Forskere har to måder at betegne en isotop. Ved at tage en isotop af kulstof som eksempel, kan du skrive den som C-14 eller 14C. Antallet er atommassen. Træk elementets atomnummer fra isotopens atommasse, og resultatet er antallet af neutroner i den isotops kerne.
I tilfælde af C-14 er det atomære antal kulstof 6, så der skal være 8 neutroner i kernen. Det er to mere end den mere almindelige, afbalancerede isotop, C-12. Den ekstra masse gør C-14 radioaktiv.