Число нейтронов в ядре атома калия


Упражнение 48

1. Сколько нуклонов в ядре атома бериллия 4Ве? Сколько в нём протонов; нейтронов?

2. Для атома калия 19К определите: а) зарядовое число; б) число протонов; в) порядковый номер в таблице Д. И. Менделеева; г) число нуклонов; д) число нейтронов.

3. Определите с помощью таблицы Д. И. Менделеева, атом какого химического элемента имеет: а) 3 протона в ядре; б) 9 электронов.

4. При α-распаде исходное ядро, излучая α-частицу 2Не, превращается в ядро атома другого химического элемента.
На сколько клеток и в какую сторону (к началу или к концу таблицы Д. И. Менделеева) смещён образовавшийся элемент по отношению к исходному?
Перепишите в тетрадь данное ниже правило смещения для α -распада, заполнив пропуски:
при α-распаде одного химического элемента образуется другой элемент, который расположен в таблице Д. И. Менделеева на … клетки ближе к её …, чем исходный.

5. При β-распаде исходного ядра один из входящих в это ядро нейтронов превращается в протон, электрон е и антинейтрино (частицу, легко проходящую сквозь земной шар и, возможно, не имеющую массы). Электрон и антинейтрино вылетают из ядра, а протон остаётся в ядре, увеличивая его заряд на единицу.
Перепишите данное ниже правило смещения для β-распада, заполнив пропуски:
при β-распаде одного химического элемента образуется другой элемент, который расположен в таблице Д. И. Менделеева на … клетку ближе к … таблицы, чем исходный.

6. Как вы думаете, действуют ли между нуклонами в ядре силы гравитационного притяжения (т. е. силы всемирного тяготения)? Ответ обоснуйте.

4.8: Изотопы - когда количество нейтронов меняется

Все атомы одного элемента имеют одинаковое количество протонов, но некоторые могут иметь разное количество нейтронов. Например, у всех атомов углерода есть шесть протонов, и у большинства также шесть нейтронов. Но у некоторых атомов углерода есть семь или восемь нейтронов вместо обычных шести. Атомы одного и того же элемента, которые различаются числом нейтронов, называются изотопами . Многие изотопы встречаются в природе. Обычно один или два изотопа элемента являются наиболее стабильными и распространенными.Различные изотопы элемента обычно имеют одинаковые физические и химические свойства. Это потому, что у них одинаковое количество протонов и электронов.

Пример: изотопы водорода

Водород - это пример элемента, имеющего изотопы. Три изотопа водорода смоделированы на рисунке \ (\ PageIndex {1} \). Большинство атомов водорода имеют только один протон и один электрон и не имеют нейтрона. Эти атомы просто называют водородом. Некоторые атомы водорода также имеют один нейтрон.Эти атомы представляют собой изотоп под названием дейтерий. У других атомов водорода есть два нейтрона. Эти атомы представляют собой изотоп под названием тритий.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Три наиболее стабильных изотопа водорода: протий (A = 1), дейтерий (A = 2) и тритий (A = 3). (CC SA-BY 3.0; Баладжиджагадеш).

Для большинства элементов, кроме водорода, изотопы названы по их массовому числу. Например, атомы углерода с обычными 6 нейтронами имеют массовое число 12 (6 протонов + 6 нейтронов = 12), поэтому их называют углеродом-12.Атомы углерода с 7 нейтронами имеют атомную массу 13 (6 протонов + 7 нейтронов = 13). Эти атомы представляют собой изотоп под названием углерод-13.

Пример \ (\ PageIndex {1} \): изотопы лития

  1. Какой атомный номер и массовое число изотопа лития, содержащего 3 нейтрона.
  2. Какой атомный номер и массовое число у изотопа лития, содержащего 4 нейтрона?

Решение

Атом лития содержит 3 протона в своем ядре независимо от количества нейтронов или электронов.

а.

\ [\ begin {align} \ text {атомный номер} = \ left (\ text {количество протонов} \ right) & = 3 \ nonumber \\ \ left (\ text {количество нейтронов} \ right ») & = 3 \ nonumber \ end {align} \ nonumber \]

\ [\ begin {align} \ text {массовое число} & = \ left (\ text {количество протонов} \ right) + \ left (\ text {количество нейтронов} \ right) \ nonumber \\ \ text { массовое число} & = 3 + 3 \ nonumber \\ & = 6 \ nonumber \ end {align} \ nonumber \]

г.

\ [\ begin {align} \ text {атомный номер} = \ left (\ text {количество протонов} \ right) & = 3 \ nonumber \\ \ left (\ text {количество нейтронов} \ right ») & = 4 \ nonumber \ end {align} \ nonumber \]

\ [\ begin {align} \ text {массовое число} & = \ left (\ text {количество протонов} \ right) + \ left (\ text {количество нейтронов} \ right) \ nonumber \\ \ text { массовое число} & = 3 + 4 \ nonumber \\ & = 7 \ nonumber \ end {align} \ nonumber \]

Обратите внимание: поскольку атом лития всегда имеет 3 протона, атомный номер лития всегда равен 3.Однако массовое число равно 6 в изотопе с 3 нейтронами и 7 в изотопе с 4 нейтронами. В природе существуют только определенные изотопы. Например, литий существует как изотоп с 3 нейтронами и как изотоп с 4 нейтронами, но он не существует как изотоп с 2 нейтронами или как изотоп с 5 нейтронами.

Стабильность изотопов

Атомам нужно определенное соотношение нейтронов и протонов, чтобы иметь стабильное ядро. Слишком много или слишком мало нейтронов по сравнению с протонами приводит к нестабильному или радиоактивному ядру, которое рано или поздно распадется до более стабильной формы.Этот процесс называется радиоактивным распадом. Многие изотопы имеют радиоактивные ядра, и эти изотопы называют радиоизотопами. Когда они распадаются, они выделяют частицы, которые могут быть вредными. Вот почему радиоактивные изотопы опасны и почему работа с ними требует специальных защитных костюмов. Изотоп углерода, известный как углерод-14, является примером радиоизотопа. Напротив, изотопы углерода, называемые углеродом-12 и углеродом-13, стабильны.

Все это обсуждение изотопов возвращает нас к теории атома Дальтона.Согласно Дальтону, атомы данного элемента идентичны. Но если в атомах одного элемента может быть разное количество нейтронов, то и массы у них тоже могут быть разные! Как Далтон это пропустил? Оказывается, что элементы, встречающиеся в природе, существуют как постоянные однородные смеси их встречающихся в природе изотопов. Другими словами, кусок лития всегда содержит оба типа встречающегося в природе лития (тип с 3 нейтронами и тип с 4 нейтронами). Более того, он всегда содержит оба в одинаковых относительных количествах (или «относительных количествах»).В куске лития \ (93 \% \) всегда будет литий с 4 нейтронами, а оставшийся \ (7 \% \) всегда будет литием с 3 нейтронами.

Дальтон всегда экспериментировал с большими кусками элемента - кусками, содержащими все встречающиеся в природе изотопы этого элемента. В результате, когда он проводил свои измерения, он фактически наблюдал усредненные свойства всех различных изотопов в образце. Для большинства наших целей в химии мы будем делать то же самое и иметь дело со средней массой атомов.К счастью, помимо разной массы, большинство других свойств разных изотопов схожи.

Есть два основных способа, которыми ученые часто показывают массовое число интересующего их атома. Важно отметить, что массовое число - , а не , указанное в периодической таблице. Эти два способа включают запись символа ядра или указание имени элемента с записанным массовым числом.

Чтобы записать ядерный символ , массовое число помещается в верхнем левом углу (верхний индекс) химического символа, а атомный номер помещается в нижний левый (нижний индекс) символа.{238} _ {92} U} \]

В представленном выше ядре никеля атомный номер 28 означает, что ядро ​​содержит 28 протонов, и, следовательно, оно должно содержать 31 нейтрон, чтобы иметь массовое число 59. Ядро урана имеет 92 протона, как и все ядра урана, и это конкретное ядро ​​урана имеет 146 нейтронов.

Другой способ представления изотопов - добавление дефиса и массового числа к химическому названию или символу. Таким образом, двумя ядрами будут никель-59 или Ni-59 и уран-238 или U-238, где 59 и 238 - массовые числа двух атомов соответственно.{40} _ {19} \ ce {K} \)?

Решение

\ [\ text {атомный номер} = \ left (\ text {количество протонов} \ right) = 19 \]

Для всех атомов без заряда количество электронов равно количеству протонов.

\ [\ text {количество электронов} = 19 \]

Массовое число 40 - это сумма протонов и нейтронов.

Чтобы найти количество нейтронов, вычтите количество протонов из массового числа.

\ [\ text {количество нейтронов} = 40 - 19 = 21.\]

Пример \ (\ PageIndex {3} \): Zinc-65

Сколько протонов, электронов и нейтронов содержится в атоме цинка-65?

Решение

\ [\ text {число протонов} = 30 \]

Для всех атомов без заряда количество электронов равно количеству протонов.

\ [\ text {количество электронов} = 30 \]

Массовое число 65 - это сумма протонов и нейтронов.

Чтобы найти количество нейтронов, вычтите количество протонов из массового числа.

\ [\ text {количество нейтронов} = 65 - 30 = 35 \]

Упражнение \ (\ PageIndex {3} \)

Сколько протонов, электронов и нейтронов содержится в каждом атоме?

    .

    Что такое ядро ​​атома?

    Что такое ядро ​​атома?

    Состав ядра:

    Люди также спрашивают

    Какой символ обозначает нуклид?

    • Число протонов , Z - количество протонов в ядре.
    • Число нуклонов , A дает общее количество протонов и нейтронов в ядре.
    • Число нейтронов, N = A - Z.
    • Нуклид - это ядро ​​с определенным числом протонов и определенным числом нуклонов.
    • Обозначение нуклида дает символ элемента, X, число протона, Z и число нуклида, A.
    • Обозначение нуклида записывается следующим образом:
    • Для обозначения нуклида 19 K 40 :
      K = Калий, A = 40 и Z = 19 Следовательно, ядро ​​содержит 40 нуклонов. В ядре 19 протонов и 21 нейтрон.Число электронов равно числу протонов. Следовательно, в атоме калия 19 электронов.
    • В таблице приведены количество протонов, количество нейтронов и нуклиды некоторых общих элементов.
    • Для более легких элементов, таких как гелий, углерод и кислород, обычно количество протонов равно количеству нейтронов. Литий является одним из примеров, когда количество нейтронов не равно количеству протонов.
    • В ядре тяжелых элементов больше нейтронов, чем протонов.
    • Протон, нейтрон и электрон могут быть представлены следующими обозначениями нуклидов:

    Ядро атома Примеры

    1. Нуклид титана (Ti) содержит 22 протона и 26 нейтронов.
      (a) Укажите число протонов и число нуклидов этого нуклида.
      (b) Напишите обозначение нуклида.
      Решение:
      (a) Число протонов = Число протонов = 22
      Число нуклонов = Число протонов и нейтронов
      = 22 + 26 = 48
      (b) 22 Ti 48
    2. Нуклид криптона имеет обозначение 36 Kr 84 .
      (а) Сколько нейтронов в ядре?
      (b) Другой нуклид криптона имеет два дополнительных нейтрона. Напишите нуклидные обозначения для этого нуклида.
      Решение:
      (a) Число нейтронов = 84 - 36 = 48
      (b) Число нейтронов = 48 + 2 = 50
      Число протонов остается равным 36, поскольку это тот же элемент.
      Число нуклонов = 36 + 50 = 86
      Обозначение нуклидов: 36 Kr 84

    .

    Ядро: центр атома

    1. Образование
    2. Наука
    3. Химия
    4. Ядро: центр атома

    Ядро , это плотное центральное ядро ​​атома, содержит оба протона. и нейтроны. Электроны находятся вне ядра на энергетических уровнях. Протоны имеют положительный заряд, нейтроны не имеют заряда, а электроны имеют отрицательный заряд.

    Нейтральный атом содержит равное количество протонов и электронов.Но количество нейтронов в атоме конкретного элемента может варьироваться. Атомы одного и того же элемента, имеющие разное количество нейтронов, называются изотопами.

    На следующей диаграмме показаны символы, которые химики используют для обозначения определенного изотопа элемента. На этой диаграмме:

    • X представляет собой химический символ элемента, найденного в периодической таблице.

    • Z представляет собой атомный номер.

    • A представляет собой массовое число (также называемое атомным весом ).

    Предположим, вы хотите изобразить уран. Вы можете обратиться к периодической таблице или списку элементов и обнаружить, что символ урана - U, его атомный номер - 92, а его массовое число - 238.

    Итак, вы можете представить уран, как показано здесь:

    Вы знаете, что уран имеет атомный номер 92 (число протонов) и массовое число 238 (протоны плюс нейтроны). Итак, если вы хотите узнать количество нейтронов в уране, все, что вам нужно сделать, это вычесть атомный номер (92 протона) из массового числа (238 протонов плюс нейтроны).Полученное число показывает, что уран имеет 146 нейтронов.

    Но сколько электронов у урана? Поскольку атом нейтрален (у него нет электрического заряда), внутри него должно быть равное количество положительных и отрицательных зарядов или равное количество протонов и электронов. Итак, в каждом атоме урана 92 электрона.

    Ядро очень-очень маленькое и очень-очень плотное по сравнению с остальной частью атома. Ядро не только очень маленькое, но и содержит большую часть массы атома.Фактически, для всех практических целей масса атома - это сумма масс протонов и нейтронов.

    Все протоны атома скомпонованы внутри ядра. Каждый протон несет положительный заряд, и одинаковые заряды отталкиваются друг от друга. Однако силы в ядре противодействуют этому отталкиванию и удерживают ядро ​​вместе. (Физики называют эти силы ядерным клеем. Но иногда этот «клей» оказывается недостаточно прочным, и ядро ​​все же распадается. Этот процесс называется радиоактивностью .)

    .

    атом | Определение, история и примеры

    Атом , наименьшая единица, на которую можно разделить материю без высвобождения электрически заряженных частиц. Это также мельчайшая единица вещества, обладающая характерными свойствами химического элемента. Таким образом, атом является основным строительным блоком химии.

    Оболочечная модель атома В оболочечной модели атома электроны занимают разные энергетические уровни или оболочки. Оболочки K и L показаны для атома неона. Encyclopædia Britannica, Inc. Исследуйте различные конфигурации электронов в электронных оболочках вокруг ядра атома Атомная модель электронных конфигураций. Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотрите все видео к этой статье

    Большая часть атома - это пустое пространство. Остальное состоит из положительно заряженного ядра протонов и нейтронов, окруженного облаком отрицательно заряженных электронов. Ядро маленькое и плотное по сравнению с электронами, которые являются самыми легкими заряженными частицами в природе.Электроны притягиваются к любому положительному заряду своей электрической силой; в атоме электрические силы связывают электроны с ядром.

    Из-за природы квантовой механики ни одно изображение не было полностью удовлетворительным для визуализации различных характеристик атома, что, таким образом, вынуждает физиков использовать дополнительные изображения атома для объяснения различных свойств. В некоторых отношениях электроны в атоме ведут себя как частицы, вращающиеся вокруг ядра. В других случаях электроны ведут себя как волны, застывшие вокруг ядра.Такие волновые структуры, называемые орбиталями, описывают распределение отдельных электронов. Эти орбитальные свойства сильно влияют на поведение атома, а его химические свойства определяются орбитальными группами, известными как оболочки.

    Эта статья открывается широким обзором фундаментальных свойств атома и составляющих его частиц и сил. После этого обзора следует исторический обзор наиболее влиятельных концепций об атоме, сформулированных на протяжении веков.Для дополнительной информации, относящейся к структуре ядра и элементарным частицам, см. субатомных частиц.

    Britannica Premium: удовлетворение растущих потребностей искателей знаний. Получите 30% подписки сегодня. Подпишись сейчас

    Большая часть вещества состоит из скоплений молекул, которые можно относительно легко разделить. Молекулы, в свою очередь, состоят из атомов, соединенных химическими связями, которые труднее разорвать. Каждый отдельный атом состоит из более мелких частиц, а именно электронов и ядер.Эти частицы электрически заряжены, и электрические силы, действующие на заряд, несут ответственность за удержание атома вместе. Попытки разделить эти более мелкие составляющие частицы требуют постоянно увеличивающегося количества энергии и приводят к созданию новых субатомных частиц, многие из которых заряжены.

    Как отмечалось во введении к этой статье, атом в основном состоит из пустого пространства. Ядро является положительно заряженным центром атома и содержит большую часть его массы. Он состоит из протонов, которые имеют положительный заряд, и нейтронов, которые не имеют заряда.Протоны, нейтроны и окружающие их электроны - долгоживущие частицы, присутствующие во всех обычных, встречающихся в природе атомах. Другие субатомные частицы могут быть обнаружены в ассоциации с этими тремя типами частиц. Однако они могут быть созданы только с добавлением огромного количества энергии и очень недолговечны.

    Все атомы примерно одинакового размера, независимо от того, имеют ли они 3 или 90 электронов. Приблизительно 50 миллионов атомов твердого вещества, выстроенных в ряд, имеют размер 1 см (0.4 дюйма). Удобной единицей длины для измерения размеров атомов является ангстрем (Å), определяемый как 10 −10 метр. Радиус атома составляет 1-2 Å. По сравнению с общим размером атома ядро ​​еще более миниатюрное. Он находится в такой же пропорции к атому, как шарик к футбольному полю. По объему ядро ​​занимает всего 10 −14 метр пространства в атоме, то есть 1 часть на 100 000. Удобной единицей длины для измерения размеров ядер является фемтометр (фм), который равен 10 −15 метр.Диаметр ядра зависит от количества содержащихся в нем частиц и колеблется от 4 фм для легкого ядра, такого как углерод, до 15 фм для тяжелого ядра, такого как свинец. Несмотря на малые размеры ядра, практически вся масса атома сосредоточена в нем. Протоны - массивные положительно заряженные частицы, тогда как нейтроны не имеют заряда и немного массивнее протонов. Тот факт, что ядра могут иметь от 1 до почти 300 протонов и нейтронов, объясняет их широкую вариацию массы.Самое легкое ядро, ядро ​​водорода, в 1836 раз массивнее электрона, а тяжелые ядра почти в 500000 раз массивнее.

    Основные свойства

    Самой важной характеристикой атома является его атомный номер (обычно обозначаемый буквой Z ), который определяется как количество единиц положительного заряда (протонов) в ядре. Например, если у атома Z из 6, это углерод, а Z из 92 соответствует урану.Нейтральный атом имеет равное количество протонов и электронов, так что положительный и отрицательный заряды точно уравновешиваются. Поскольку именно электроны определяют, как один атом взаимодействует с другим, в конечном итоге именно количество протонов в ядре определяет химические свойства атома.

    .

    Смотрите также