MIŠIŲ SKAIČIUS: KAS TAI YRA IR KAIP JĮ GAUTI (SU PAVYZDŽIAIS) - FIZINIS - 2025

Masė numeris arba masė skaičius atomo yra protonų skaičių ir neutronų branduolio, skaičiui. Šios dalelės yra pažymėtos pakaitomis su branduolių pavadinimais, todėl masės skaičius žymi jų kiekį.

Tegul N yra esančių neutronų skaičius, o Z - protonų skaičius, jei masės skaičių vadiname A, tada:

A = N + Z

1 pav. Spindulio masės numeris A = 226, jis suyra iki radono, kai A = 222, ir skleidžia helio branduolį A = 4. Šaltinis: „Wikimedia Commons“. „PerOX“

Masinių skaičių pavyzdžiai

Čia yra keletas žinomų elementų masės skaičių pavyzdžių:

Vandenilis

Stabiliausias ir gausiausias vandenilio atomas yra taip pat paprasčiausias: 1 protonas ir vienas elektronas. Kadangi vandenilio branduolys neturi neutronų, tiesa, kad A = Z = 1.

Deguonis

Deguonies branduolys turi 8 neutronus ir 8 protonus, todėl A = 16.

Anglies

Gyvenimas Žemėje grindžiamas anglies, šviesos atomo, kurio branduolyje yra 6 protonai, plius 6 neutronai, chemija, taigi A = 6 + 6 = 12.

Uranas

Šis elementas, daug sunkesnis už ankstesnius, yra gerai žinomas dėl savo radioaktyviųjų savybių. Urano branduolys turi 92 protonus ir 146 neutronus. Tada jo masės numeris yra A = 92 + 146 = 238.

Kaip gauti masės numerį?

Kaip minėta anksčiau, elemento masės numeris A visada atitinka protonų ir neutronų, kuriuos turi jo branduolys, skaičių sumą. Tai taip pat yra sveikas skaičius, tačiau … ar yra kokia nors taisyklė dėl santykio tarp dviejų dydžių?

Pažiūrėkime: visi aukščiau paminėti elementai yra lengvi, išskyrus uraną. Kaip sakėme, vandenilio atomas yra pats paprasčiausias. Jis neturi neutronų, bent jau gausiausioje jo versijoje, o deguonyje ir anglyje yra lygus protonų ir neutronų skaičius.

Tai atsitinka ir su kitais šviesos elementais, tokiais kaip azotas, kitos labai svarbios gyvenimui dujos, turinčios 7 protonus ir 7 neutronus. Tačiau kai branduolys tampa sudėtingesnis ir atomai sunkesni, neutronų skaičius didėja skirtingu greičiu.

Skirtingai nuo lengvųjų elementų, uranas, turintis 92 protonus, neutronuose turi maždaug 1,5 karto daugiau: 1 ½ x 92 = 1,5 x 92 = 138.

Kaip matote, jis yra gana artimas 146, ty kiek jame yra neutronų.

2 pav. Stabilumo kreivė. Šaltinis: F. Zapata.

Visa tai matyti iš 2 paveikslo kreivės. Tai yra N ir Z grafikas, žinomas kaip branduolio stabilumo kreivė. Ten galite pamatyti, kaip šviesos atomai turi tokį patį protonų skaičių kaip neutronai, ir kaip nuo Z = 20 didėja neutronų skaičius.

Tokiu būdu didelis atomas tampa stabilesnis, nes dėl neutronų pertekliaus sumažėja elektrostatinė repulsija tarp protonų.

Atomų žymėjimas

Labai naudinga pastaba, greitai apibūdinanti atomo rūšį, yra tokia: elemento simbolis ir atitinkami atomų bei masių skaičiai yra užrašomi taip, kaip parodyta šioje diagramoje:

3 pav. Atomo žymėjimas. Šaltinis: F. Zapata.

Anksčiau pateiktuose pavyzdžiuose atomai būtų šie:

Kartais naudojamas kitas patogesnis žymėjimas, kuriame atomui žymėti yra naudojamas tik elemento simbolis ir masės numeris, praleidžiant atominį skaičių. Tokiu būdu ¹² ₆ C rašomas tiesiog kaip anglis-12, ¹⁶ ₈ O būtų deguonis-16 ir tt bet kuriam elementui.

Izotopai

Protonų skaičius branduolyje lemia elemento prigimtį. Pavyzdžiui, kiekvienas atomas, kurio branduolyje yra 29 protonai, yra vario atomas, nesvarbu.

Tarkime, kad vario atomas dėl kokių nors priežasčių praranda elektroną, jis vis tiek yra varis. Tačiau dabar tai yra jonizuotas atomas.

Atominiam branduoliui yra sunkiau įgyti ar prarasti protoną, tačiau gamtoje jis gali atsirasti. Pavyzdžiui, žvaigždžių viduje iš lengvųjų elementų nuolat formuojasi sunkesni elementai, nes žvaigždžių branduolys elgiasi kaip sintezės reaktorius.

O štai Žemėje yra radioaktyvaus skilimo reiškinys, kai kai kurie nestabilūs atomai išskiria branduolius ir skleidžia energiją, virsdami kitais elementais.

Galiausiai yra galimybė, kad tam tikro elemento atomo masės skaičius skiriasi, šiuo atveju tai yra izotopas.

Puikus pavyzdys yra gerai žinomas anglis-14 arba radijo anglis, kuris iki šiol naudojamas archeologiniams objektams ir kaip biocheminis atsekamasis elementas. Tai ta pati anglis, turinti identiškas chemines savybes, tačiau turinti du papildomus neutronus.

Anglies-14 yra mažiau gausu nei anglies-12, stabiliojo izotopo, be to, jis yra radioaktyvus. Tai reiškia, kad laikui bėgant jis suyra, išskirdamas energiją ir daleles, kol tampa stabiliu elementu, kuris šiuo atveju yra azotas.

Anglies izotopai

Anglis gamtoje egzistuoja kaip kelių izotopų mišinys, iš kurių gausiausias yra minėtas ¹² ₆ C arba anglis-12. Be anglies-14 yra ¹³ ₆ C su papildomu neutronu.

Tai yra įprasta gamtoje, pavyzdžiui, yra žinoma 10 stabilių alavo izotopų. Priešingai, iš berilio ir natrio yra žinomas tik vienas izotopas.

Kiekvienas izotopas, natūralus ar dirbtinis, turi skirtingą transformacijos greitį. Lygiai taip pat laboratorijoje galima sukurti dirbtinius izotopus, kurie paprastai yra nestabilūs ir radioaktyviai suyra per labai trumpą sekundės trupmeną, o kiti trunka daug ilgiau, nors Žemės amžius ar ilgesnis.

Natūralių anglies izotopų lentelė

Anglies izotopai	Atominis skaičius Z	Masės numeris A	Gausa%
12 6 C	6	12	98,89
13 6 C	6	13	1.11
14 6 C	6	14	Pėdsakai

Dirbami pavyzdžiai

- 1 pavyzdys

Kuo skirtumas tarp ¹³ ₇ N ir ¹⁴ ₇ N?

Atsakyk

Abu yra azoto atomai, nes jų atominis skaičius yra 7. Tačiau vienas iš izotopų, kurio A = 13, turi mažiau neutronų, o ¹⁴ ₇ N yra gausiausias izotopas.

- 2 pavyzdys

Kiek neutronų yra gyvsidabrio atomo branduolyje, žymimame kaip ²⁰¹ ₈₀ Hg?

Atsakyk

Kadangi A = 201 ir Z = 80, taip pat žinant, kad:

A = Z + N

N = A - Z = 201 - 80 = 121

Ir daroma išvada, kad gyvsidabrio atomas turi 121 neutroną.

Nuorodos

1. Connor, N. Kas yra branduolys - atominio branduolio struktūra - apibrėžimas. Atkurta iš: periodic-table.org.
2. Knight, R. 2017. Fizika mokslininkams ir inžinerijai: strategijos metodas. Pearsonas.
3. Searsas, Zemansky. 2016. Universiteto fizika su šiuolaikine fizika. 14-oji. Ed. 2 tomas.
4. Tippens, P. 2011. Fizika: sąvokos ir programos. 7-asis leidimas. McGraw Hill.
5. Vikipedija. Mišių skaičius. Atkurta iš: en.wikipedia.org.