Introduktion til kemi
Læringsmål
- Bestem sammenhængen mellem massens antal af et atom, dets atomnummer, dets atommasse og dets antal subatomære partikler
Nøglepunkter
- Neutrale atomer i hvert element indeholder et lige antal protoner og elektroner.
- Antallet af protoner bestemmer elementets atomnummer og bruges til at skelne et element fra et andet.
- Antallet af neutroner er variabelt, hvilket resulterer i isotoper, som er forskellige former for det samme atom, der kun varierer i antallet af neutroner, de besidder. / li>
- Tilsammen bestemmer antallet af protoner og antallet af neutroner et grundstofs massetal.
- Da elementets isotoper har lidt forskellige massetal, beregnes atommassen ved at opnå gennemsnittet af massetallene for dens isotoper.
Betegnelser
- atommasse Den gennemsnitlige masse af et atom under hensyntagen til alle dets naturligt forekommende isotoper.
- massenummer Summen af antal protoner og antallet af neutroner i et atom.
- atomnummer Antallet af protoner i et atom.
Atomnummer
Neutrale atomer af et element indeholder et lige antal protoner og elektroner. Antallet af protoner bestemmer et grundstofs atomnummer (Z) og adskiller et element fra et andet. For eksempel er kulstofets atomnummer (Z) 6, fordi det har 6 protoner. Antallet af neutroner kan variere for at producere isotoper, som er atomer af det samme element, der har forskellige antal neutroner. Antallet af elektroner kan også være forskelligt i atomer af det samme element og derved producere ioner (ladede atomer). For eksempel kan jern, Fe, eksistere i sin neutrale tilstand eller i +2 og +3 ioniske tilstande.
Massetal
Et elements massetal (A) er summen af antallet af protoner og antallet af neutroner. Det lille bidrag fra masse fra elektroner ignoreres ved beregning af massetallet. Denne tilnærmelse af masse kan bruges til let at beregne, hvor mange neutroner et element har ved simpelthen at trække antallet af protoner fra massetallet. Protoner og neutroner vejer begge omkring en atommasseenhed eller amu. Isotoper af det samme element vil have samme atomnummer, men forskellige massetal.
Forskere bestemmer atommassen ved at beregne gennemsnittet af massetallene for dens naturligt forekommende isotoper. Ofte indeholder det resulterende tal et decimal. For eksempel er atommassen af klor (Cl) 35,45 amu, fordi klor består af flere isotoper, nogle (majoriteten) med en atommasse på 35 amu (17 protoner og 18 neutroner) og nogle med en atommasse på 37 amu. (17 protoner og 20 neutroner).
Med et atomnummer (Z) og massetal (A) kan du finde antallet af protoner, neutroner og elektroner i et neutralt atom. For eksempel indeholder et lithiumatom (Z = 3, A = 7 amu) tre protoner (fundet fra Z), tre elektroner (da antallet af protoner er lig med antallet af elektroner i et atom) og fire neutroner (7 – 3 = 4).