Jaké je hmotnostní číslo atomového jádra? Hmotnostní číslo se číselně rovná součtu neutronů a protonů jádra. Označuje se písmenem A. Pojem "hmotnostní číslo" se objevil kvůli skutečnosti, že hmotnost jádra je způsobena počtem jaderných částic. Jak spolu souvisí hmotnost jádra a počet částic? Pojďme to zjistit.
Struktura atomu
Jakýkoli atom se skládá z jádra a elektronů. Kromě atomu vodíku, protože má pouze jeden elektron. Jádro je kladně nabité. Záporný náboj je přenášen elektrony. Náboj každého elektronu se bere jako -1. Atom jako celek je elektricky neutrální, to znamená, že nemá žádný náboj. To znamená, že počet částic, které nesou záporný náboj, tedy elektronů, se rovná kladnému náboji jádra. Například v atomu kyslíku je jaderný náboj +8 a elektronů 8, v atomu vápníku je jaderný náboj +20, elektrony jsou 20.
Struktura jádra
Jádro se skládá ze dvou typů částic – protonů a neutronů. Protony jsou kladně nabité, neutrony nemají náboj. Protony dávají jádru náboj. Náboj každého protonu se bere jako +1. Tedy kolik protonůobsažené v jádře, takový bude náboj celého jádra. Například v uhlíkovém jádru je 6 protonů, jaderný náboj je +6.
V Mendělejevově periodickém systému prvků jsou všechny prvky uspořádány v pořadí podle rostoucího jaderného náboje. Vodík má jaderný náboj +1, je umístěn jako první; helium má +2, je druhé v tabulce; lithium má +3, je třetí a tak dále. To znamená, že náboj jádra odpovídá pořadovému (atomovému) číslu prvku v tabulce.
Obecně je každý atom elektricky neutrální. To znamená, že počet elektronů se rovná náboji jádra, tedy počtu protonů. A protože počet protonů určuje atomové číslo prvku, známe toto atomové číslo, známe tedy počet elektronů, počet protonů a jaderný náboj.
Hmotnost atomu
Hmotnost atomu (M) je určena hmotností jeho součástí, tj. elektronů a jádra. Elektrony jsou ve srovnání s jádrem velmi lehké a nepřispívají téměř ničím k hmotnosti celého atomu. To znamená, že hmotnost atomu je určena hmotností jádra. Co je to hromadné číslo? Hmotnost jádra je určena počtem částic, které tvoří jeho složení – protony a neutrony. Hmotnostní číslo je tedy hmotnost jádra, vyjádřená nikoli v jednotkách hmotnosti (gramech), ale v počtu částic. Samozřejmě je známa absolutní hmotnost jader (m), vyjádřená v gramech. Ale to jsou velmi malá čísla vyjádřená v záporných mocninách. Například hmotnost atomu uhlíku je m(C)=1,99 ∙ 10-23 g. Použití takových čísel je nepohodlné. A pokud nejsou potřeba absolutní hodnoty hmotnosti, ale stačí porovnávathmotnosti prvků nebo částic, pak použijte relativní hmotnosti atomů (Ar), vyjádřené v amu. Relativní hmotnost atomu je uvedena v periodické tabulce, například dusík má 14 007. Relativní hmotnost atomu zaokrouhlená na celé číslo je hmotnostní číslo jádra prvku (A). Hmotnostní čísla jsou taková, že je lze pohodlně používat - vždy se jedná o celá čísla: 1, 2, 3 atd. Například dusík má 14, uhlík má 12. Zapisují se levým horním indexem, například 14N nebo 12C.
Kdy potřebujete znát hmotnostní číslo?
Znáte-li hmotnostní číslo (A) a atomové číslo prvku v periodické soustavě (Z), můžete určit počet neutronů. Chcete-li to provést, odečtěte protony od hmotnostního čísla.
Znáte-li hmotnostní číslo, můžete vypočítat hmotnost jádra nebo celého atomu. Protože hmotnost jádra je určena hmotností částic, které tvoří jeho složení, rovná se součinu počtu těchto částic a hmotnosti těchto částic, tedy součinu hmotnosti neutronu. a hmotnostní číslo. Hmotnost neutronu se rovná hmotnosti protonu, obecně se označují jako hmotnost nukleonu (jaderné částice).
M=A∙mN
Například vypočítejme hmotnost atomu hliníku. Jak je vidět z periodického systému prvků Mendělejeva, relativní atomová hmotnost hliníku je 26 992. Zaokrouhlením dostaneme hmotnostní číslo hliníkového jádra 27. To znamená, že jeho jádro se skládá z 27 částic. Hmotnost jedné částice je konstantní hodnota rovna 1,67 ∙ 10-24 g. Potom je hmotnost hliníkového jádra: 27 ∙ 1,67 ∙ 10-24 r=4, 5 ∙ 10-23 r.
Jaký je hmotnostní počet jader prvků, který potřebujete vědět při sestavování reakcí radioaktivního rozpadu nebo jaderných reakcí. Například štěpením jádra uranu 235U, zachycujícím jeden neutron 1n, vznikají jádra barya 141 Ba a krypton 92Kr, stejně jako tři volné neutrony 1n. Při sestavování takových reakcí se používá pravidlo: součet hmotnostních čísel na pravé a levé straně rovnice se nemění. 235+1=92+141+3.
