Úvod do chemie
Cíl učení
- Určete vztah mezi hmotnostním číslem atomu, jeho atomovým číslem, atomovou hmotností a počtem subatomárních částic
Klíčové body
- Neutrální atomy každého prvku obsahují stejný počet protonů a elektronů.
- Počet protonů určuje atomové číslo a používá se k odlišení jednoho prvku od druhého.
- Počet neutronů je variabilní, což vede k izotopům, což jsou různé formy stejného atomu, které se liší pouze počtem neutronů, které mají.
- Počet protonů a počet neutronů společně určují hmotnostní číslo prvku.
- Protože izotopy prvku mají mírně odlišná hmotnostní čísla, atomová hmotnost se vypočítá pomocí střední hodnoty hmotnostní čísla jeho izotopů.
Termíny
- atomová hmotnost Průměrná hmotnost atomu s přihlédnutím ke všem jeho přirozeně se vyskytujícím izotopům.
- hmotnost číslo Součet počet protonů a počet neutronů v atomu.
- atomové číslo Počet protonů v atomu.
atomové číslo
neutrální atomy prvku obsahují stejný počet protonů a elektronů. Počet protonů určuje atomové číslo prvku (Z) a odlišuje jeden prvek od druhého. Například atomové číslo uhlíku (Z) je 6, protože má 6 protonů. Počet neutronů se může měnit za vzniku izotopů, což jsou atomy stejného prvku, které mají různý počet neutronů. Počet elektronů se může také lišit v atomech stejného prvku, čímž vznikají ionty (nabité atomy). Například železo, Fe, může existovat v neutrálním stavu nebo v iontových stavech +2 a +3.
Číslo hmotnosti
Číslo hmotnosti prvku (A) je součet počtu protonů a počtu neutronů. Malý příspěvek hmoty z elektronů se při výpočtu čísla hmotnosti nebere v úvahu. Tuto aproximaci hmotnosti lze použít ke snadnému výpočtu počtu neutronů, které má prvek, jednoduchým odečtením počtu protonů od čísla hmotnosti. Protony i neutrony váží asi jednu atomovou hmotnostní jednotku nebo amu. Izotopy stejného prvku budou mít stejné atomové číslo, ale různá hmotnostní čísla.
Vědci určují atomovou hmotnost výpočtem průměru hmotnostních čísel pro její přirozeně se vyskytující izotopy. Výsledné číslo často obsahuje desetinnou čárku. Například atomová hmotnost chloru (Cl) je 35,45 amu, protože chlor se skládá z několika izotopů, některé (většina) s atomovou hmotností 35 amu (17 protonů a 18 neutronů) a některé s atomovou hmotností 37 amu (17 protonů a 20 neutronů).
Vzhledem k atomovému číslu (Z) a hmotnostnímu číslu (A) najdete počet protonů, neutronů a elektronů v neutrálním atomu. Například atom lithia (Z = 3, A = 7 amu) obsahuje tři protony (nalezené ze Z), tři elektrony (protože počet protonů se rovná počtu elektronů v atomu) a čtyři neutrony (7 – 3 = 4).