Як знайти скільки протонів, нейтронів та електронів знаходиться в ізотопах

Матерія буває в різних розмірах, формах і кольорах. Розгляньте хлор, жовтуватий газ або свинець, сіро-чорну тверду речовину або ртуть, сріблясту рідину. Три дуже різні елементи, кожен матеріал виготовлений лише з одного виду атома. Різниці в матерії зводяться до найдрібніших відмінностей у структурі атома.

TL; DR (занадто довго; не читав)

Зрозумійте, що ізотопи елемента мають різні масові числа, але однакову кількість протонів. Використовуючи Періодичну таблицю, знайдіть атомний номер елемента. Атомне число дорівнює кількості протонів. У врівноваженому атомі кількість електронів дорівнює кількості протонів. У незбалансованому атомі кількість електронів дорівнює кількості протонів плюс протилежний заряду іонів. Обчисліть кількість нейтронів, віднявши атомне число від масового числа. Якщо масове число конкретного ізотопу невідомо, використовуйте атомну масу з Періодичної таблиці, округлену до найближчого цілого числа, за вирахуванням атомного числа, щоб знайти середню кількість нейтронів для елемента.

Структура атомів

Три основні частинки утворюють кожен атом. Протони та нейтрони скупчуються в ядрі в центрі атома. Електрони утворюють навколо ядра спініруючу хмару. Протони та нейтрони складають масу атомів. Електрони, мізерні в порівнянні з протонами та нейтронами, дуже мало сприяють загальній масі атомів.

Атоми та ізотопи

Атоми одного елемента мають однакову кількість протонів. Всі атоми міді мають 29 протонів. Усі атоми гелію мають 2 протони. Ізотопи виникають, коли атоми одного елемента мають різну масу. Оскільки кількість протонів елемента не змінюється, різниця в масі виникає через різну кількість нейтронів. Наприклад, у міді є два ізотопи, мідь-63 і мідь-65. Мідь-63 має 29 протонів і масову кількість 63. Мідь-65 має 29 протонів і масове число 65. Гелій має 2 протони і майже завжди має масову кількість 4. Дуже рідко гелій утворює ізотоп гелій-3, який досі має 2 протони, але має масову кількість 3.

Один із способів написання формули для ізотопу показує назву елемента або символ, за яким слід масове число, як гелій-4 або He-4. Інша стенографічна ідентифікація ізотопів показує масове число у вигляді надкрипту та атомне число як підпис, обидва показані перед атомним символом. Наприклад, 4 ₂ Він позначає ізотоп гелію з масою №4.

Періодична таблиця елементів

Упорядкування Періодичної таблиці елементів дає істотну інформацію для знаходження кількості протонів, нейтронів та електронів в атомах. Сучасна Періодична таблиця розміщує елементи в порядку їх протонів. Перший елемент на столі, водень, має один протон. Останній елемент (принаймні поки що) на столі, Оганессон або Унуноктіум, має 118 протонів.

Скільки протонів?

Атомне число на Періодичній таблиці визначає кількість протонів у будь-якому атомі цього елемента. Мідь, атомне число 29, має 29 протонів. Пошук атомного числа елемента виявляє кількість протонів.

Скільки нейтронів?

Різниця між ізотопами елемента залежить від кількості нейтронів. Щоб знайти кількість нейтронів в ізотопі, знайдіть масове число ізотопу та атомне число. Атомне число, або кількість протонів, знаходимо в Періодичній таблиці. Атомна маса, яка також зустрічається на Періодичній таблиці, є середньозваженим серед усіх ізотопів елемента. Якщо не виявлено ізотопу, атомну масу можна округлити до найближчого цілого числа і використати для знаходження середньої кількості нейтронів.

Наприклад, атомна маса ртуті становить 200, 592. У Меркурія є кілька ізотопів з масовими числами від 196 до 204. Використовуючи середню атомну масу, обчисліть середню кількість нейтронів, спочатку округливши атомну масу з 200, 592 до 201. Тепер від атомної маси віднімайте кількість протонів, 80., 201-80, щоб знайти середню кількість нейтронів, 121.

Якщо відоме масове число ізотопу, можна обчислити фактичну кількість нейтронів. Використовуйте ту саму формулу, масове число мінус атомне число, щоб обчислити кількість нейтронів. Що стосується ртуті, найпоширеніший ізотоп – ртуть-202. Скористайтеся рівнянням 202-80 = 122, щоб знайти, що ртуть-202 має 122 нейтрони.

Скільки електронів?

Нейтральний ізотоп не має заряду, тобто позитивний і негативний заряди балансують в нейтральному ізотопі. У нейтральному ізотопі кількість електронів дорівнює кількості протонів. Як і пошук кількості протонів, пошук кількості електронів у нейтральному ізотопі вимагає знаходження атомного числа елемента.

В іоні, ізотопі з позитивним або негативним зарядом, кількість протонів не дорівнює кількості електронів. Якщо протони перевищують електрони, ізотоп має більше позитивних зарядів, ніж негативних зарядів. Іншими словами, кількість протонів перевищує кількість електронів на таке ж число, як і позитивний заряд. Якщо кількість електронів перевищує кількість протонів, заряд іонів буде від’ємним. Щоб знайти кількість електронів, додайте протилежний дисбаланс заряду до числа протонів.

Наприклад, якщо ізотоп має -3 заряду, як у фосфору (атомне число 15), то кількість електронів на три більше, ніж кількість протонів. Обчислюючи кількість електронів, то стає 15 + (- 1) (- 3) або 15 + 3 = 18, або 18 електронів. Якщо ізотоп має +2 заряд, як і у стронцію (атомне число 38), то кількість електронів на два менше, ніж кількість протонів. У цьому випадку обчислення стає 38 + (- 1) (+ 2) = 38-2 = 36, тому іон має 36 електронів. Звичайна стенограма для іонів показує дисбаланс заряду як надпис, що слідує за атомним символом. У прикладі фосфору іон буде записаний як P -3 .

Які заряди протонів, нейтронів та електронів?

Атоми складаються з трьох різно заряджених частинок: позитивно зарядженого протона, негативно зарядженого електрона і нейтрального нейтрона.

Розташування протонів, нейтронів та електронів у структурі атома

Можна порівняти будову атома із Сонячною системою, де електрони обходять ядро ​​приблизно так, як планети, що обертаються навколо Сонця. Сонце – найважча річ у Сонячній системі, а ядро ​​утримує більшу частину маси атома. У Сонячній системі гравітація тримає планети у своїх .

Як знайти кількість нейтронів, протонів та електронів для атомів, іонів та ізотопів

Кількість протонів та електронів в атомах та ізотопах дорівнює атомному номеру елемента. Обчисліть кількість нейтронів, віднявши атомне число від масового числа. В іонах кількість електронів дорівнює кількості протонів плюс протилежне кількості заряду іонів.

2.1: Електрони, протони, нейтрони та атоми

Елемент водень має найпростіші атоми, кожен з яких має всього один протон і один електрон. Протон утворює ядро, в той час як електрон обертається навколо нього. Всі інші елементи мають в своєму ядрі нейтрони, а також протони, такі як гелій, який зображений на малюнку \(\PageIndex<1>\) . Позитивно заряджені протони мають тенденцію відштовхувати один одного, але нейтрони допомагають утримувати ядро разом. Кількість протонів – це атомний номер, а кількість протонів плюс нейтрони – атомна маса. Для водню атомна маса дорівнює 1 тому, що є один протон і немає нейтронів. Для гелію вона дорівнює 4: два протони і два нейтрона. Для більшості з 16 найлегших елементів (аж до кисню) кількість нейтронів дорівнює кількості протонів. Для більшості інших елементів існує більше нейтронів, ніж протонів, оскільки необхідні додаткові нейтрони, щоб утримати ядро разом, долаючи взаємне відштовхування зростаючої кількості протонів, зосереджених у дуже маленькому просторі. Наприклад, кремній має 14 протонів і 14 нейтронів. Його атомний номер дорівнює 14, а атомна маса – 28. Найпоширеніший ізотоп урану має 92 протона і 146 нейтронів. Його атомний номер становить 92, а атомна маса – 238 (92 + 146). \(\PageIndex<1>\) Малюнок Зображення атома гелію. Атом гелію зображений на малюнку \(\PageIndex<1>\) . Крапка посередині – це ядро, а навколишнє хмара представляє, де два електрони можуть бути в будь-який час. Чим темніше відтінок, тим більша ймовірність того, що там виявиться електрон. Атом гелію становить близько 1 ангстрема в поперечнику. Ангстрема (Å) становить 10 −10 метрів (м). Гелієве ядро становить близько 1 фемтометра в поперечнику. Фемтометр (fm) становить 10 −15 м, іншими словами, електронна хмара атома гелію приблизно в 100 000 разів більша за його ядро. Парк Стенлі у Ванкувері знаходиться приблизно в 2 км поперек. Якби Стенлі Парк був атомом гелію, ядро було б розміром з волоський горіх. Електрони, що обертаються навколо ядра атома, розташовані в оболонках, також відомих як «енергетичні рівні». Перша оболонка може утримувати тільки два електрони, тоді як наступна оболонка вміщує до восьми електронів. Наступні оболонки можуть утримувати більше електронів, але сама зовнішня оболонка будь-якого атома вміщує не більше восьми електронів. Як ми побачимо, електрони у зовнішній оболонці відіграють важливу роль у зв’язку між атомами. Конфігурації електронної оболонки для 29 з перших 36 елементів наведені в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2 Конфігурації оболонки електронів до елемента 36. (Інертні елементи, із заповненими зовнішніми оболонками, мають *.)

[Пропустити таблицю]
Елемент	Символ	Атомний №	Кількість електронів у 1-й оболонці	Кількість електронів у 2-й оболонці	Кількість електронів у 3-ій оболонці	Кількість електронів у 4-й оболонці
Водень	Ч	1	1	0	0	0
Гелій *	Він	2	2	0	0	0
Літієві	Лі	3	2	1	0	0
Берилій	Бути	4	2	2	0	0
Бор	Б	5	2	3	0	0
Вуглець	C	6	2	4	0	0
Азот	П	7	2	5	0	0
Кисень	O	8	2	6	0	0
Фтор	F	9	2	7	0	0
Неон *	Ne	10	2	8	0	0
Натрій	Na	11	2	8	1	0
Магній	Мг	12	2	8	2	0
Алюміній	Аль	13	2	8	3	0
кремнію	СІ	14	2	8	4	0
Фосфор	Р	15	2	8	5	0
Сірка	S	16	2	8	6	0
хлор	Cl	17	2	8	7	0
Аргон *	Ар	18	2	8	8	0
Калій	К	19	2	8	8	1
Кальцій	Ca	20	2	8	8	2
Скандій	Sc	21	2	8	9	2
Титан	Ti	22	2	8	10	2
Ванадій	V	23	2	8	11	2
Хром	Cr	24	2	8	13	1
Марганець	Мн	25	2	8	13	2
Залізо	Fe	26	2	8	14	2
.	.	.	.	.	.	.
Селен	Се	34	2	8	18	6
Бром	Br	35	2	8	18	7
Криптон *	Кр	36	2	8	18	8

Атрибуції ЗМІ

як знайти число протонів, нейтронів і електронів

протони, нейтрони і електрони-основні частинки, з яких складається атом. Протони заряджені позитивно, електрони-негативно, а нейтрони і зовсім не мають заряду. [1] X джерело інформації маса електронів дуже мала, а маса протонів і нейтронів практично однакова. [2] X джерело інформації насправді, знайти в атомі кількість протонів, нейтронів і електронів досить просто, потрібно тільки навчитися орієнтуватися по періодичній таблиці хімічних елементів Д.і. Менделєєва.