De massagetal Het massagetal van een atoom is de som van het aantal protonen en het aantal neutronen in de kern. Deze deeltjes worden door elkaar aangeduid met de naam nucleonen, daarom vertegenwoordigt het massagetal de hoeveelheid ervan.
Laat N het aantal aanwezige neutronen zijn en Z het aantal protonen, als we A het massagetal noemen, dan:
A = N + Z
Artikel index
Hier zijn enkele voorbeelden van massagetallen voor bekende elementen:
Het meest stabiele en overvloedige waterstofatoom is ook het eenvoudigste: 1 proton en een elektron. Omdat de waterstofkern geen neutronen heeft, is het waar dat A = Z = 1.
Een zuurstofkern heeft 8 neutronen en 8 protonen, dus A = 16.
Het leven op aarde is gebaseerd op de chemie van koolstof, een licht atoom met 6 protonen in de kern plus 6 neutronen, dus A = 6 + 6 = 12.
Dit element, veel zwaarder dan de vorige, staat bekend om zijn radioactieve eigenschappen. De uraniumkern heeft 92 protonen en 146 neutronen. Het massagetal is dan A = 92 + 146 = 238.
Zoals eerder vermeld, komt het massagetal A van een element altijd overeen met de som van het aantal protonen en het aantal neutronen dat de kern bevat. Het is ook een geheel getal, maar ... is er een regel met betrekking tot de relatie tussen de twee grootheden??
Even kijken: alle bovengenoemde elementen zijn licht, behalve uranium. Het waterstofatoom is, zoals we al zeiden, het eenvoudigste. Het heeft geen neutronen, althans in de meest voorkomende versie, en in zuurstof en koolstof zijn er evenveel protonen als neutronen.
Het gebeurt ook met andere lichtelementen, zoals stikstof, een ander heel belangrijk gas voor het leven, dat 7 protonen en 7 neutronen heeft. Naarmate de kern echter complexer wordt en de atomen zwaarder, neemt het aantal neutronen met een andere snelheid toe..
In tegenstelling tot de lichte elementen heeft uranium, met 92 protonen, ongeveer 1 ½ keer zoveel neutronen: 1 ½ x 92 = 1,5 x 92 = 138.
Zoals je kunt zien, is het vrij dicht bij 146, het aantal neutronen dat het heeft.
Dit alles is duidelijk in de curve in figuur 2. Het is een grafiek van N versus Z, bekend als nucleaire stabiliteitscurve. Daar kun je zien hoe lichte atomen hetzelfde aantal protonen hebben als neutronen, en hoe vanaf Z = 20 het aantal neutronen toeneemt..
Op deze manier wordt het grote atoom stabieler, aangezien de overmaat aan neutronen de elektrostatische afstoting tussen de protonen vermindert..
Een zeer nuttige notatie die snel het type atoom beschrijft, is de volgende: het symbool van het element en de respectievelijke atoom- en massagetallen worden geschreven zoals hieronder weergegeven in dit diagram:
In deze notatie zouden de atomen in de vorige voorbeelden zijn:
Soms wordt een andere, comfortabelere notatie gebruikt, waarbij alleen het symbool van het element en het massagetal worden gebruikt om het atoom aan te duiden, waarbij het atoomnummer wordt weggelaten. Op deze manier kan het 12 6C wordt eenvoudigweg geschreven als koolstof-12, de 16 8Of het zou zuurstof-16 zijn, enzovoort, voor elk element.
Het aantal protonen in een kern bepaalt de aard van het element. Elk atoom waarvan de kern 29 protonen bevat, is bijvoorbeeld een koperatoom, wat er ook gebeurt..
Stel dat een koperatoom om wat voor reden dan ook een elektron verliest, dan is het nog steeds koper. Nu is het echter een geïoniseerd atoom.
Het is voor een atoomkern moeilijker om een proton te winnen of te verliezen, maar in de natuur kan het voorkomen. Binnenin sterren worden bijvoorbeeld continu zwaardere elementen gevormd uit lichte elementen, aangezien de sterrenkern zich gedraagt als een fusiereactor..
En precies hier op aarde is er het fenomeen van radioactief verval, waarin sommige onstabiele atomen nucleonen verdrijven en energie uitzenden, transformerend in andere elementen.
Ten slotte is er de mogelijkheid dat een atoom van een bepaald element een ander massagetal heeft, in dit geval is het een isotoop.
Een goed voorbeeld is de bekende carbon-14 of radiokoolstof, die wordt gebruikt om archeologische objecten te dateren en als een biochemische tracer. Het is dezelfde koolstof, met identieke chemische eigenschappen, maar met twee extra neutronen.
Koolstof-14 is minder overvloedig aanwezig dan koolstof-12, de stabiele isotoop, en het is ook radioactief. Dit betekent dat het na verloop van tijd vervalt en energie en deeltjes uitstraalt totdat het een stabiel element wordt, wat in zijn geval stikstof is..
Koolstof komt in de natuur voor als een mengsel van verschillende isotopen, waarvan de meest voorkomende de reeds genoemde is 12 6C of koolstof-12. En naast koolstof-14 is er 13 6C met een extra neutron.
Dit komt veel voor in de natuur, er zijn bijvoorbeeld 10 stabiele isotopen van tin bekend. Aan de andere kant is van beryllium en natrium slechts één isotoop bekend.
Elke isotoop, natuurlijk of kunstmatig, heeft een andere transformatiesnelheid. Op dezelfde manier is het mogelijk om in het laboratorium kunstmatige isotopen te maken, die over het algemeen onstabiel zijn en radioactief vervallen in een zeer korte periode van fracties van een seconde, terwijl andere veel langer duren, zo lang als de leeftijd van de aarde of meer. ..
| Koolstofisotopen | Atoomnummer Z | Massa nummer A | Overvloed% |
|---|---|---|---|
| 12 6 C | 6 | 12 | 98.89 |
| 13 6 C | 6 | 13 | 1.11 |
| 14 6 C | 6 | 14 | Sporen |
Wat is het verschil tussen 13 7 N en 14 7 N?
Beide zijn stikstofatomen, aangezien hun atoomnummer 7 is. Een van de isotopen, die met A = 13, heeft echter één neutron minder, terwijl de 14 7 N is de meest voorkomende isotoop.
Hoeveel neutronen zitten er in de kern van een kwikatoom, aangeduid als 201 80 Hg?
Omdat A = 201 en Z = 80, en ook wetende dat:
A = Z + N
N = A - Z = 201 - 80 = 121
En er wordt geconcludeerd dat het kwikatoom 121 neutronen heeft.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.