Sådan bestemmes neutrontallet i et atom - en praktisk vejledning

Af Chris Deziel, Opdateret 24. marts 2022

Hver atomkerne, undtagen brint, er sammensat af protoner og neutroner. Selvom kernen er alt for lille til at blive set, kan forskere bestemme antallet af neutroner i enhver isotop ved hjælp af massespektrometri og dataene fra det periodiske system.

Forstå atommasse

Den samlede masse af et atom er i det væsentlige summen af dets protoner, neutroner og, i ubetydelig grad, elektroner. Fordi elektroner kun vejer omkring 1/1836 af en proton, kan de ignoreres ved beregning af neutrontal. Følgelig er atommassen (i atommasseenheder, amu) afspejler den kombinerede masse af protoner og neutroner alene.

Brug af det periodiske system

Det periodiske system lister grundstoffer i rækkefølge efter stigende protonantal, som også er atomnummeret (Z). Direkte under grundstofsymbolet er atomnummeret og ved siden af ​​den gennemsnitlige atommasse. Dette gennemsnit tegner sig for alle naturligt forekommende isotoper og inkluderer ofte en fraktioneret komponent.

Sådan finder du det typiske neutrontal:

1. Afrund atommassen til nærmeste hele tal.
2. Stræk atomnummeret fra den afrundede masse.
3. Resultatet er det gennemsnitlige antal neutroner i grundstoffets mest almindelige isotop.

TL;DR

Atommasse ≈ protoner + neutroner. Træk atomnummeret (protonerne) fra den afrundede atommasse for at få neutrontallet.

Eksempel:Uran

Uran er grundstof 92. Dets anførte atommasse er 238,039 amu. Afrunding giver 238; trække 92 protoner fra, og du får 146 neutroner. Det høje neutron-til-proton-forhold er en nøglefaktor i urans radioaktivitet.

Neutrontal i isotoper

Isotoper er varianter af et grundstof, der kun adskiller sig i neutrontal. Mens de fleste grundstoffer har flere isotoper (tin har ti, xenon ni), er hver isotops atommasse et heltal, der repræsenterer det nøjagtige antal protoner og neutroner.

For eksempel har carbon-14 (C-14) en masse på 14 amu. Med et atomnummer på 6 indeholder den 8 neutroner - to flere end den stabile C-12, som bidrager til dets radioaktive henfald.

Ved at følge den simple subtraktionsmetode ovenfor kan du bestemme neutrontallet for ethvert element eller isotop, du støder på.