Sådan finder du antallet af neutroner, protoner og elektroner til atomer, joner og isotoper

Materiale, ja, spørgsmål. Atomer, enten enkeltvis som elementer eller i grupper af molekyler, udgør al sag. Atoms handlinger, interaktion og reaktioner forårsager og skaber den fysiske verden. Verden afhænger derfor af balancen og ubalancen mellem protoner, neutroner og elektroner i atomer, isotoper og ioner.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Nummeret af protoner i atomer, isotoper og ioner svarer til elementets atomnummer. Antallet af neutroner er lig med massetallet på atomet minus det atomære antal. Atomtallet og den gennemsnitlige atommasse (det vægtede gennemsnit af masseantallet for alle isotoper) findes på det periodiske system. Antallet af elektroner i neutrale atomer og isotoper svarer til antallet af protoner. I ioner er antallet af elektroner lig med antallet af protoner plus eller minus det modsatte af ladningen på ion. En ion med en plus to (+2) ladning har to mindre elektroner end protoner. En ion med en ladning på minus en (-1) har en mere elektron end protoner.
Atomstruktur

Alle atomer består af mange små partikler, hvor de tre hovedpartikler er protoner, neutroner og elektroner. Kernen, atomets centrum, indeholder atomets protoner og neutroner. Elektroner cirkler omkring kernen. Protoner bærer positive afgifter. Neutroner har ingen gebyr. Elektroner har negative afgifter. I et neutralt atom, et atom uden positiv eller negativ ladning, er antallet af protoner lig med antallet af elektroner. Antallet af neutroner i kernen kan dog variere.
Bestilling af atomer

Den periodiske tabel med elementer placerer elementerne i rækkefølge efter atomnummer. Med udgangspunkt i mange forskeres arbejde organiserede Dmitri Mendeleev den periodiske tabel baseret på atommasse. Med øget forståelse af atomstrukturen resulterede en lille organisatorisk ændring af det periodiske system i den rækkefølge, der blev set i dag, med elementer i rækkefølge efter antallet af protoner. Så brint, nummer et på det periodiske system, indeholder en proton i dens kerne. Helium, nummer to på det periodiske system, har to protoner i sin kerne. Platin, nummer 78, har 78 protoner.
Atomer, isotoper og joner

Alle atomer i et element indeholder det samme antal protoner. Alle carbonatomer har 6 protoner. Men ikke alle atomer i et element har den samme masse. Kulstofatomer har normalt et massetal på 12 men kan have et massetal på 13 eller 14. Bly har normalt et massetal på 208 men kan have et massetal på 207, 206 eller 204. Atomer med det samme atomnummer, men forskellig masse numre kaldes isotoper. Altså, atomer og isotoper er synonyme udtryk. Forskellige isotoper af et element forbliver variationer af det samme atom.

Korthandnotationen for isotoper viser elementnavnet eller symbolet efterfulgt af isotopmassetallet. F.eks. Vil carbon med et massetal på 12 blive skrevet carbon-12 eller C-12. Bly med en masse nummer 208 ville blive skrevet bly-208 eller Pb-208. Alternativt kan isotopen skrives sådan: ^{208 _82Pb.}

Ioner opstår, når et atom vinder eller mister elektroner. Elementer får eller mister elektroner med forskellige grader af lethed. Nogle atomer får let elektroner, mens andre mister elektroner let. Med nogle få undtagelser vinder eller mister atomer enten elektroner, men de gør ikke begge dele. Carbon, en af undtagelserne, kan vinde eller miste sin fire valenselektronik (yderlag eller skal). Kemisk forkortelse for ioner viser det kemiske symbol med ladningsubalansen skrevet som et superscript. For eksempel vil en lithiumion blive skrevet som Li ^{+1.
Beregning af protoner}

At finde antallet af protoner kræver at du læser den periodiske tabel i stedet for at foretage nogen beregninger. Uanset om et atom, en isotop eller en ion er det atomære antal lig med antallet af protoner. Hvis atomnummeret er 18 (argon), er antallet af protoner lig med 18. Atomnummer 3 (lithium) betyder, at elementet har 3 protoner. Find atomnummeret på elementet i den periodiske tabel for at finde antallet af protoner.
Beregning af neutroner

Massetallet på et atom er lig med antallet af protoner plus antallet af neutroner. Omarrangering af ligningen er antallet af neutroner lig med massetallet minus atomnummeret. Husk, atometallet er lig med antallet af protoner. Så massetallet af bly, 208 minus det atomære antal, 82, er 126. Matematisk set er 208-82 \u003d 126 eller 126 neutroner i den mest almindelige blyisotop. Isotop-bly-204 har 122 neutroner, fordi 204-82 \u003d 122. En hurtig advarsel: Atommassen, der er vist i den periodiske tabel, viser generelt den vægtede gennemsnitlige masse af alle isotoper af elementet.
Beregning af elektroner

I atomer og isotoper kræver beregning af antallet af elektroner at huske i et neutralt atom eller en neutral isotop er de positive og negative ladninger lige. Med andre ord er antallet af elektroner lig med antallet af protoner. At finde atomnummeret i den periodiske tabel giver ikke kun antallet af protoner, men også antallet af elektroner i et neutralt atom eller isotop.

I et ubalanceret atom eller isotop er antallet af protoner ikke ens antal elektroner. Forskellen mellem de to partikler er resultatet af en ubalance mellem positive og negative ladninger. Så et atom med en ionladning på +2 har to flere protoner end elektroner. Elementet calcium, for eksempel, har atomnummer 20, så atomet har 20 protoner. Calciumion med en positiv +2-ladning har to flere protoner end elektroner. Beregning af antallet af elektroner bliver 20-2 \u003d 18 eller 18 elektroner. På den anden side af det periodiske system har fluor, atomnummer 9, 9 protoner og danner ofte en ion med en -1-ladning ved at tilføje et ekstra elektron til dets ydre skal. I dette tilfælde har atomet en mere negativ elektron end positive protoner. Matematisk beregnes det samlede antal elektroner ved at tilføje en elektron til antallet af protoner, 9 + 1 \u003d 10. Derfor har fluorion 9 protoner og 10 elektroner.