Mikä on atomiytimen massaluku? Massaluku on numeerisesti yhtä suuri kuin ytimen neutronien ja protonien summa. Sitä merkitään kirjaimella A. Käsite "massaluku" ilmestyi johtuen siitä, että ytimen massa johtuu ydinhiukkasten lukumäärästä. Miten ytimen massa ja hiukkasten lukumäärä liittyvät toisiinsa? Otetaanpa selvää.
Atomin rakenne
Jokainen atomi koostuu ytimestä ja elektroneista. Paitsi vetyatomia, koska siinä on vain yksi elektroni. Ydin on positiivisesti varautunut. Negatiivista varausta kuljettavat elektronit. Jokaisen elektronin varaus on -1. Atomi kokonaisuudessaan on sähköisesti neutraali, eli siinä ei ole varausta. Tämä tarkoittaa, että negatiivisen varauksen sisältävien hiukkasten eli elektronien lukumäärä on yhtä suuri kuin ytimen positiivinen varaus. Esimerkiksi happiatomissa ydinvaraus on +8 ja elektronit 8, kalsiumatomissa ydinvaraus on +20, elektronit ovat 20.
Ytimen rakenne
Ydin koostuu kahden tyyppisistä hiukkasista - protoneista ja neutroneista. Protonit ovat positiivisesti varautuneita, neutroneilla ei ole varausta. Siten protonit antavat varauksen ytimeen. Jokaisen protonin varaus on +1. Eli kuinka monta protoniaytimessä, sellainen on koko ytimen varaus. Esimerkiksi hiiliytimessä on 6 protonia, ydinvaraus on +6.
Mendelejevin jaksollisessa elementtijärjestelmässä kaikki alkuaineet on järjestetty kasvavan ydinvarauksen järjestykseen. Vedyn ydinvaraus on +1, se sijaitsee ensin; heliumilla on +2, se on taulukon toinen; litiumilla on +3, se on kolmas ja niin edelleen. Eli ytimen varaus vastaa alkuaineen järjestysnumeroa (atomi) taulukossa.
Yleensä mikä tahansa atomi on sähköisesti neutraali. Tämä tarkoittaa, että elektronien lukumäärä on yhtä suuri kuin ytimen varaus, eli protonien lukumäärä. Ja koska protonien lukumäärä määrittää alkuaineen atomiluvun, tiedämme tämän atomiluvun, joten tiedämme elektronien lukumäärän, protonien lukumäärän ja ydinvarauksen.
Atomin massa
Atomin massa (M) määräytyy sen osien eli elektronien ja ytimen massasta. Elektronit ovat ytimeen verrattuna erittäin kevyitä, eivätkä ne vaikuta lähes lainkaan koko atomin massaan. Eli atomin massa määräytyy ytimen massan mukaan. Mikä on massaluku? Ytimen massa määräytyy sen koostumuksen muodostavien hiukkasten - protonien ja neutronien - lukumäärän mukaan. Siten massaluku on ytimen massa, ei ilmaistu massayksiköinä (grammoina), vaan hiukkasten lukumääränä. Tietenkin ytimien absoluuttinen massa (m) grammoina ilmaistuna tunnetaan. Mutta nämä ovat hyvin pieniä lukuja, jotka ilmaistaan negatiivisina potenssiina. Esimerkiksi hiiliatomin massa on m(C)=1,99 ∙ 10-23 g. Tällaisten lukujen käyttäminen on hankalaa. Ja jos absoluuttisia massaarvoja ei tarvita, mutta sinun on vain verrattavaalkuaineiden tai hiukkasten massat, käytä sitten atomien suhteellisia massoja (Ar), ilmaistuna amu-yksikköinä. Atomin suhteellinen massa ilmoitetaan jaksollisessa taulukossa, esimerkiksi typellä on 14,007. Atomin suhteellinen massa kokonaislukuun pyöristettynä on alkuaineen ytimen (A) massaluku. Massaluvut ovat sellaisia, että niitä on helppo käyttää - ne ovat aina kokonaislukuja: 1, 2, 3 ja niin edelleen. Esimerkiksi typellä on 14, hiilellä 12. Ne kirjoitetaan ylävasemmalla indeksillä, esimerkiksi 14N tai 12C.
Milloin sinun on tiedettävä massaluku?
Tiedtämällä jaksollisen järjestelmän elementin massaluvun (A) ja atomiluvun (Z), voit määrittää neutronien lukumäärän. Tee tämä vähentämällä protonit massaluvusta.
Kun tiedät massaluvun, voit laskea ytimen tai koko atomin massan. Koska ytimen massa määräytyy sen koostumuksen muodostavien hiukkasten massalla, se on yhtä suuri kuin näiden hiukkasten lukumäärän ja näiden hiukkasten massan tulo, eli neutronin massan tulo. ja massanumero. Neutronin massa on yhtä suuri kuin protonin massa, yleensä niitä kutsutaan nukleonin (ydinhiukkasen) massaksi.
M=A∙mN
Lasketaan esimerkiksi alumiiniatomin massa. Kuten Mendelejevin jaksollisesta elementtijärjestelmästä voidaan nähdä, alumiinin suhteellinen atomimassa on 26 992. Pyöristämällä saadaan alumiiniytimen massaluku 27. Eli sen ydin koostuu 27 hiukkasesta. Yhden hiukkasen massa on vakioarvo, joka on 1,67 ∙ 10-24 g. Sitten alumiiniytimen massa on: 27 ∙ 1,67 ∙ 10-24 r=4, 5 ∙ 10-23 r.
Mikä on alkuaineiden ytimien massaluku, joka sinun on tiedettävä laskettaessa radioaktiivisia hajoamisreaktioita tai ydinreaktioita. Esimerkiksi uraaniytimen fissio 235U, joka sieppaa yhden neutronin 1n, tuottaa bariumytimiä 141 Ba ja kryptoni 92Kr, sekä kolme vapaata neutronia 1n. Tällaisia reaktioita laadittaessa käytetään sääntöä: yhtälön oikealla ja vasemmalla puolella olevien massalukujen summa ei muutu. 235+1=92+141+3.
