Bevezetés a kémiába
Tanulási cél
- Határozza meg az atom tömegszáma, atomszáma, atomtömege és a szubatomi részecskék száma közötti összefüggést
Kulcspontok
- Az egyes elemek semleges atomjai azonos számú protont és elektronot tartalmaznak.
- A protonok száma határozza meg az elem atomszám, és az egyik elem megkülönböztetésére szolgál.
- A neutronok száma változó, így izotópok keletkeznek, amelyek ugyanazon atom különböző formái, amelyek csak a rendelkezésükre álló neutronok számában változnak.
- A protonok száma és a neutronok száma együttesen határozza meg az elem tömegszámát.
- Mivel egy elem izotópjainak kissé eltérő tömegszáma van, az atomtömeg kiszámításához a izotópjainak tömegszáma.
kifejezések
- atomtömeg: Az atom átlagos tömege, figyelembe véve annak természetesen előforduló izotópjait.
- tömegszám protonok száma és neutronok száma egy atomban.
- atomszám: az atom protonjainak száma.
atomszám
semleges atomok egy elem egyenlő számú protont és elektront tartalmaz. A protonok száma meghatározza az elem atomszámát (Z), és megkülönbözteti az egyik elemet a másiktól. Például a szénatomszám (Z) 6, mert 6 protonja van. A neutronok száma változó lehet, hogy olyan izotópokat állítsanak elő, amelyek ugyanazon elem atomjai, amelyeknek eltérő a neutronszámuk. Az elektronok száma ugyanazon elem atomjaiban is különbözhet, így ionokat (töltött atomokat) termelhet. Például a vas, Fe létezhet semleges állapotában, vagy +2 és +3 ionos állapotban.
Tömegszám
Az elem tömegszáma (A) a a protonok és a neutronok számának összege. Az elektronok tömegének kis mértékű hozzájárulását a tömegszám kiszámításakor figyelmen kívül hagyják. Ezzel a tömeg-közelítéssel egyszerűen kiszámítható, hogy egy elem hány neutronnal rendelkezik, egyszerűen kivonva a protonok számát a tömegszámból. A protonok és a neutronok egyaránt körülbelül egy atomi tömegegységet vagy amut mérnek. Ugyanazon elem izotópjainak ugyanaz az atomszáma, de különböző tömegszáma lesz.
A tudósok az atomtömeget úgy határozzák meg, hogy kiszámítják a természetesen előforduló izotópok tömegszámának átlagát. Az így kapott szám gyakran tizedest tartalmaz. Például a klór (Cl) atomtömege 35,45 amu, mivel a klór több izotópból áll, amelyek egy része (többségük) 35 amu (17 proton és 18 neutron), más része pedig 37 amos atomi tömegű. (17 proton és 20 neutron).
Adva egy atomszámot (Z) és tömegszámot (A), megtalálja a protonok, a neutronok és az elektronok számát egy semleges atomban. Például egy lítiumatom (Z = 3, A = 7 amu) tartalmaz három protont (megtalálható Z-ből), három elektronot (mivel a protonok száma megegyezik az atomok elektronjainak számával) és négy neutront (7 – 3 = 4).