Massenzahl, woraus es besteht und wie man es bekommt (mit Beispielen)

Er Massenzahl o Die Massenzahl eines Atoms ist die Summe der Anzahl der Protonen und der Menge an Kernneutronen. Diese Partikel werden mit dem Namen von austauschbar bezeichnet Nukleone, Daher repräsentiert die Massenzahl die Menge von ihnen.

Lassen Sie n die Anzahl der vorhandenen Neutronen und z. Die Anzahl der Protonen, wenn wir wie die Massennummer aufrufen, dann:

A = n + z

Abbildung 1. Das Radio hat eine Massenzahl A = 226, es zerfällt auf Radon mit A = 222 und emittiert einen Kern von Helium von a = 4. Quelle: Wikimedia Commons. Perox [CC0] [TOC]

Beispiele für Massenzahlen 

Sofort einige Beispiele für Massenzahlen für gut bekannte Elemente:

Wasserstoff

Das stabilste und reichlichste Wasserstoffatom ist auch das einfachste: 1 -Proton und ein Elektron. Da der Wasserstoffkern keine Neutronen hat, ist es wahr, dass a = z = 1.

Sauerstoff

Ein Sauerstoffkern hat 8 Neutronen und 8 Protonen, daher a = 16.

Kohlenstoff

Das Leben auf der Erde basiert auf Kohlenstoffchemie, einem leichten Atom mit 6 Protonen in seinem Kern plus 6 Neutronen, als a = 6 + 6 = 12.

Uran

Dieses schwere Element als die vorherigen ist bekannt für seine radioaktiven Eigenschaften. Der Urankern hat 92 Protonen und 146 Neutronen. Dann ist Ihre Massenzahl a = 92 + 146 = 238.

Wie man die Massennummer bekommt?

Wie bereits erwähnt, entspricht die Massenzahl A eines Elements immer der Summe der Anzahl der Protonen und der Anzahl der Neutronen, die seinen Kern enthalten. Es ist auch eine Ganzzahl, aber ... gibt es eine Regel in Bezug auf die Beziehung zwischen beiden Größen?

Mal sehen: Alle oben genannten Elemente sind leicht, außer Uran. Das Wasserstoffatom ist, wie wir sagten, das einfachste. Es hat keine Neutronen, zumindest in seiner am häufigsten vorkommenden Version, und in Sauerstoff und Kohlenstoff gibt es eine gleiche Anzahl von Protonen und Neutronen.

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Es geschieht auch mit anderen leichten Elementen wie Stickstoff, einem weiteren sehr wichtigen Gas für das Leben, das 7 Protonen und 7 Neutronen hat. Da der Kern jedoch komplexer ist und Atome schwerer werden, nimmt die Anzahl der Neutronen mit einem anderen Rhythmus zu.

Im Gegensatz zu leichten Elementen hat Uran mit 92 Protonen ungefähr 1 ½ -mal so viel in Neutronen: 1 ½ x 92 = 1.5 x 92 = 138.

Wie Sie sehen können, ist es ziemlich nahe bei 146, die Anzahl der Neutronen, die es hat.

Figur 2. Stabilitätskurve. Quelle: f. Zapata.

All dies zeigt sich in der Kurve von Abbildung 2. Es ist ein Diagramm von n gegen z, bekannt als Kernstabilitätskurve. Dort ist zu sehen, wie leichte Atome die gleiche Anzahl von Protonen wie Neutron haben und wie aus Z = 20 die Anzahl der Neutronen nimmt.

Auf diese Weise wird das große Atom stabiler, da überschüssige Neutronen die elektrostatische Abstoßung zwischen Protonen verringern.

Notation für Atome

Eine sehr nützliche Notation, die die Art des Atoms schnell beschreibt, lautet wie folgt: Das Symbol des Elements und die jeweiligen Atom- und Massenzahlen ist wie unten in diesem Schema gezeigt:

Figur 3. Atomnotation. Quelle: f. Zapata.

In dieser Notation wären die Atome der vorherigen Beispiele:

Manchmal wird eine weitere komfortablere Notation verwendet, bei der nur das Symbol des Elements und der Massenzahl zur Bezeichnung des Atoms verwendet wird, wodurch die Atomzahl weggelassen wird. Auf diese Weise die  ¹² ₆C ist einfach als carbon-12 geschrieben, die ¹⁶ ₈Oder es wäre Sauerstoff-16 und so für jedes Element.

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Die Isotope

Die Anzahl der Protonen in einem Kern bestimmt die Art des Elements. Zum Beispiel ist jedes Atom, dessen Kern 29 Protonen enthält, ein Kupferatom, was auch immer passiert.

Nehmen wir an, dass ein Kupferatom aus irgendeinem Grund ein Elektron verliert, aber es ist immer noch Kupfer. Jetzt ist es jedoch ein ionisiertes Atom.

Für einen Atomkern ist es schwieriger, ein Proton zu gewinnen oder zu verlieren, aber in der Natur kann er auftreten. Zum Beispiel in den Sternen werden kontinuierlich schwerere Elemente aus leichten Elementen gebildet, da sich der Sternkern wie ein Fusionsreaktor verhält.

Und genau hier auf Erden gibt es das Phänomen der Radioaktive Zerfall, in denen einige instabile Atome Nukleone ausströmen und Energie emittieren, sich in andere Elemente verwandeln.

Schließlich besteht die Möglichkeit, dass ein Atom eines bestimmten Elements eine andere Massenzahl hat, in diesem Fall ist es a Isotop.

Ein gutes Beispiel ist der bekannte Carbon-14 oder Radiokarbon, die bisher archäologische Objekte und als biochemische Tracer verwendet werden. Dies ist der gleiche Kohlenstoff mit identischen chemischen Eigenschaften, jedoch mit zwei zusätzlichen Neutronen.

Carbon-14 ist weniger häufig als Carbon-12, das stabile Isotop und auch radioaktiv. Dies bedeutet, dass es im Laufe der Zeit abfällt, indem es Energie und Partikel emittiert, bis es zu einem stabilen Element wird, was in seinem Fall Stickstoff ist.

Kohlenstoffisotope

Kohlenstoff existiert in der Natur als eine Mischung aus mehreren Isotopen ¹² ₆C oder Carbon-12. Und zusätzlich zu Carbon-14 ist die ¹³ ₆C mit einem zusätzlichen Neutron.

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Dies ist in der Natur häufig, zum Beispiel für Zinn, 10 stabile Isotope sind bekannt. Andererseits ist ein einzelnes Isotop als Beryllium und Natrium bekannt.

Jedes Isotop, natürlich oder künstlich, hat einen anderen Transformationsrhythmus. Auf die gleiche Weise ist es möglich, künstliche Isotope im Labor zu schaffen, die normalerweise instabil sind und innerhalb einer sehr kurzen Zeit von zweiten Fraktionen radioaktiv sind, während andere viel mehr dauern wie das Zeitalter der Erde oder mehr.

Natürlicher Kohlenstoffisotope -Tabelle

Kohlenstoffisotope	Atomzahl Z	Massenzahl a	Fülle %
12 6 C	6	12	98.89
13 6 C	6	13	1.elf
14 6 C	6	14	Spuren

Beispiele gelöst

- Beispiel 1

Was ist der Unterschied zwischen  ¹³ ₇ N und ¹⁴ ₇ N?

Antworten

Beide sind Stickstoffatome, da ihre Atomzahl 7 beträgt. Eines der Isotope mit A = 13 hat jedoch ein weniger Neutron, während die ¹⁴ ₇ N ist das am häufigsten vorkommende Isotop.

- Beispiel 2

Wie viele Neutronen gibt es im Kern eines Quecksilberatoms, bezeichnet als als ²⁰¹ ₈₀ Hg?

Antworten

Seit a = 201 und z = 80 und auch wissen:

A = z + n

N = a - z = 201 - 80 = 121

Und es wird der Schluss gezogen, dass das Quecksilberatom 121 Neutronen hat.

Verweise 

1. Connor, n. Was ist Nucleon - Struktur des Atomkerns - Definition - Definition. Abgerufen von: periodisch-räumlich.Org.
2. Ritter, r.  2017. Physik für Wissenschaftler und Ingenieurwesen: Ein Strategieansatz.  Pearson.
3. Sears, Zemansky. 2016. Universitätsphysik mit moderner Physik. 14. Ed. Band 2.
4. Tippens, p. 2011. Physik: Konzepte und Anwendungen. 7. Ausgabe. McGraw Hill.
5. Wikipedia. Massenzahl. Abgerufen von: in.Wikipedia.Org.