Vilket är masstalet för en atomkärna? Massantalet är numeriskt lika med summan av neutroner och protoner i kärnan. Det betecknas med bokstaven A. Begreppet "massnummer" dök upp på grund av att kärnans massa beror på antalet kärnpartiklar. Hur är kärnans massa och antalet partiklar relaterade? Låt oss ta reda på det.
Atomens struktur
Varje atom som helst består av en kärna och elektroner. Förutom väteatomen, eftersom den bara har en elektron. Kärnan är positivt laddad. Negativ laddning bärs av elektroner. Laddningen av varje elektron tas som -1. Atomen som helhet är elektriskt neutral, det vill säga den har ingen laddning. Det betyder att antalet partiklar som bär en negativ laddning, det vill säga elektroner, är lika med den positiva laddningen av kärnan. Till exempel, i en syreatom är kärnladdningen +8 och elektroner är 8, i en kalciumatom är kärnladdningen +20, elektroner är 20.
Structure of the nucleus
Kärnan består av två typer av partiklar - protoner och neutroner. Protoner är positivt laddade, neutroner har ingen laddning. Således ger protoner laddning till kärnan. Laddningen för varje proton tas som +1. Det vill säga hur många protonersom finns i kärnan, kommer det att vara laddningen av hela kärnan. Till exempel finns det 6 protoner i kolkärnan, kärnladdningen är +6.
I Mendelejevs periodiska system av grundämnen är alla grundämnen ordnade i ordning med ökande kärnladdning. Väte har en kärnladdning på +1, den är lokaliserad först; helium har +2, det är tvåa i tabellen; litium har +3, det är det tredje och så vidare. Det vill säga kärnans laddning motsvarar grundämnets ordningsnummer (atom) i tabellen.
I allmänhet är vilken atom som helst elektriskt neutral. Det betyder att antalet elektroner är lika med kärnans laddning, det vill säga antalet protoner. Och eftersom antalet protoner bestämmer atomnumret för ett grundämne, när vi känner till detta atomnummer, vet vi alltså antalet elektroner, antalet protoner och kärnladdningen.
En atoms massa
En atoms massa (M) bestäms av massan av dess beståndsdelar, det vill säga elektronerna och kärnan. Elektroner är mycket lätta jämfört med kärnan och bidrar nästan ingenting till massan av hela atomen. Det vill säga en atoms massa bestäms av kärnans massa. Vad är ett masstal? Massan av kärnan bestäms av antalet partiklar som utgör dess sammansättning - protoner och neutroner. Massantalet är alltså massan av kärnan, uttryckt inte i massenheter (gram), utan i antalet partiklar. Naturligtvis är den absoluta massan av kärnor (m), uttryckt i gram, känd. Men det är väldigt små siffror som uttrycks i negativa styrkor. Till exempel är massan av en kolatom m(C)=1,99 ∙ 10-23 g. Att använda sådana siffror är obekvämt. Och om det inte finns något behov av absoluta massvärden, utan du behöver bara jämföramassor av element eller partiklar, använd sedan de relativa massorna av atomer (Ar), uttryckt i amu. En atoms relativa massa anges i det periodiska systemet, till exempel har kväve 14 007. En atoms relativa massa, avrundat till ett heltal, är masstalet för grundämnets kärna (A). Masstal är sådana att de är bekväma att använda - de är alltid heltal: 1, 2, 3 och så vidare. Till exempel har kväve 14, kol har 12. De skrivs med övre vänstra indexet, till exempel 14N eller 12C.
När behöver du veta massnumret?
När du känner till masstalet (A) och atomnumret för ett element i det periodiska systemet (Z), kan du bestämma antalet neutroner. För att göra detta subtraherar du protoner från masstalet.
När du känner till masstalet kan du beräkna massan av kärnan eller hela atomen. Eftersom massan av kärnan bestäms av massan av partiklarna som utgör dess sammansättning, är den lika med produkten av antalet av dessa partiklar och massan av dessa partiklar, det vill säga produkten av neutronens massa och massnumret. Massan av en neutron är lika med massan av en proton, i allmänhet betecknas de som massan av en nukleon (kärnpartikel).
M=A∙mN
Låt oss till exempel beräkna massan av en aluminiumatom. Som man kan se från det periodiska systemet av element i Mendeleev är den relativa atommassan för aluminium 26 992. Avrundning får vi masstalet för aluminiumkärnan 27. Det vill säga dess kärna består av 27 partiklar. Massan av en partikel är ett konstant värde lika med 1,67 ∙ 10-24 g. Sedan är massan av aluminiumkärnan: 27 ∙ 1,67 ∙ 10-24 r=4, 5 ∙ 10-23 r.
Vilket är massan av kärnor av grundämnen du behöver veta när du sammanställer radioaktiva sönderfallsreaktioner eller kärnreaktioner. Till exempel, klyvning av en urankärna 235U, fångar en neutron 1n, producerar bariumkärnor 141 Ba och krypton 92Kr, samt tre fria neutroner 1n. Vid sammanställning av sådana reaktioner används regeln: summan av masstalen på höger och vänster sida av ekvationen ändras inte. 235+1=92+141+3.
