Ποιος είναι ο μαζικός αριθμός ενός ατομικού πυρήνα; Ο μαζικός αριθμός είναι αριθμητικά ίσος με το άθροισμα των νετρονίων και των πρωτονίων του πυρήνα. Συμβολίζεται με το γράμμα Α. Η έννοια του "μαζικού αριθμού" εμφανίστηκε λόγω του γεγονότος ότι η μάζα του πυρήνα οφείλεται στον αριθμό των πυρηνικών σωματιδίων. Πώς συνδέονται η μάζα του πυρήνα και ο αριθμός των σωματιδίων; Ας μάθουμε.
Η δομή του ατόμου
Οποιοδήποτε άτομο αποτελείται από έναν πυρήνα και ηλεκτρόνια. Εκτός από το άτομο του υδρογόνου, αφού έχει μόνο ένα ηλεκτρόνιο. Ο πυρήνας είναι θετικά φορτισμένος. Το αρνητικό φορτίο μεταφέρεται από ηλεκτρόνια. Το φορτίο κάθε ηλεκτρονίου λαμβάνεται ως -1. Το άτομο στο σύνολό του είναι ηλεκτρικά ουδέτερο, δηλαδή δεν έχει φορτίο. Αυτό σημαίνει ότι ο αριθμός των σωματιδίων που φέρουν αρνητικό φορτίο, δηλαδή ηλεκτρόνια, είναι ίσος με το θετικό φορτίο του πυρήνα. Για παράδειγμα, σε ένα άτομο οξυγόνου, το πυρηνικό φορτίο είναι +8 και τα ηλεκτρόνια είναι 8, σε ένα άτομο ασβεστίου, το πυρηνικό φορτίο είναι +20, τα ηλεκτρόνια είναι 20.
Δομή του πυρήνα
Ο πυρήνας αποτελείται από δύο τύπους σωματιδίων - πρωτόνια και νετρόνια. Τα πρωτόνια είναι θετικά φορτισμένα, τα νετρόνια δεν έχουν φορτίο. Έτσι, τα πρωτόνια δίνουν φορτίο στον πυρήνα. Το φορτίο κάθε πρωτονίου λαμβάνεται ως +1. Δηλαδή πόσα πρωτόνιαπου περιέχεται στον πυρήνα, τέτοιο θα είναι το φορτίο ολόκληρου του πυρήνα. Για παράδειγμα, υπάρχουν 6 πρωτόνια στον πυρήνα του άνθρακα, το πυρηνικό φορτίο είναι +6.
Στο περιοδικό σύστημα στοιχείων του Mendeleev, όλα τα στοιχεία είναι διατεταγμένα κατά σειρά αυξανόμενου πυρηνικού φορτίου. Το υδρογόνο έχει πυρηνικό φορτίο +1, βρίσκεται πρώτο. Ήλιο έχει +2, είναι δεύτερο στον πίνακα? το λιθιο εχει +3, ειναι το τριτο κ.ο.κ. Δηλαδή, το φορτίο του πυρήνα αντιστοιχεί στον τακτικό (ατομικό) αριθμό του στοιχείου του πίνακα.
Γενικά, οποιοδήποτε άτομο είναι ηλεκτρικά ουδέτερο. Αυτό σημαίνει ότι ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι ίσος με το φορτίο του πυρήνα, δηλαδή τον αριθμό των πρωτονίων. Και εφόσον ο αριθμός των πρωτονίων καθορίζει τον ατομικό αριθμό ενός στοιχείου, γνωρίζοντας αυτόν τον ατομικό αριθμό, γνωρίζουμε έτσι τον αριθμό των ηλεκτρονίων, τον αριθμό των πρωτονίων και το πυρηνικό φορτίο.
Η μάζα ενός ατόμου
Η μάζα ενός ατόμου (Μ) καθορίζεται από τη μάζα των συστατικών του μερών, δηλαδή των ηλεκτρονίων και του πυρήνα. Τα ηλεκτρόνια είναι πολύ ελαφριά σε σύγκριση με τον πυρήνα και δεν συνεισφέρουν σχεδόν τίποτα στη μάζα ολόκληρου του ατόμου. Δηλαδή, η μάζα ενός ατόμου καθορίζεται από τη μάζα του πυρήνα. Τι είναι ένας μαζικός αριθμός; Η μάζα του πυρήνα καθορίζεται από τον αριθμό των σωματιδίων που αποτελούν τη σύνθεσή του - πρωτόνια και νετρόνια. Έτσι, ο μαζικός αριθμός είναι η μάζα του πυρήνα, που εκφράζεται όχι σε μονάδες μάζας (γραμμάρια), αλλά σε αριθμό σωματιδίων. Φυσικά, η απόλυτη μάζα των πυρήνων (m), εκφρασμένη σε γραμμάρια, είναι γνωστή. Αλλά αυτοί είναι πολύ μικροί αριθμοί που εκφράζονται σε αρνητικές δυνάμεις. Για παράδειγμα, η μάζα ενός ατόμου άνθρακα είναι m(C)=1,99 ∙ 10-23 g. Η χρήση τέτοιων αριθμών είναι άβολη. Και αν δεν υπάρχει ανάγκη για απόλυτες τιμές μάζας, αλλά πρέπει απλώς να συγκρίνετεμάζες στοιχείων ή σωματιδίων και, στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε τις σχετικές μάζες των ατόμων (Ar), εκφρασμένες σε amu. Η σχετική μάζα ενός ατόμου υποδεικνύεται στον περιοδικό πίνακα, για παράδειγμα, το άζωτο έχει 14.007. Η σχετική μάζα ενός ατόμου, στρογγυλεμένη σε έναν ακέραιο, είναι ο αριθμός μάζας του πυρήνα του στοιχείου (Α). Οι μαζικοί αριθμοί είναι τέτοιοι που είναι βολικοί στη χρήση - είναι πάντα ακέραιοι: 1, 2, 3 και ούτω καθεξής. Για παράδειγμα, το άζωτο έχει 14, ο άνθρακας έχει 12. Γράφονται με επάνω αριστερό δείκτη, για παράδειγμα, 14N ή 12C.
Πότε πρέπει να γνωρίζετε τον μαζικό αριθμό;
Γνωρίζοντας τον μαζικό αριθμό (A) και τον ατομικό αριθμό ενός στοιχείου στο περιοδικό σύστημα (Z), μπορείτε να προσδιορίσετε τον αριθμό των νετρονίων. Για να το κάνετε αυτό, αφαιρέστε τα πρωτόνια από τον μαζικό αριθμό.
Γνωρίζοντας τον μαζικό αριθμό, μπορείτε να υπολογίσετε τη μάζα του πυρήνα ή ολόκληρου του ατόμου. Δεδομένου ότι η μάζα του πυρήνα καθορίζεται από τη μάζα των σωματιδίων που αποτελούν τη σύνθεσή του, είναι ίση με το γινόμενο του αριθμού αυτών των σωματιδίων και της μάζας αυτών των σωματιδίων, δηλαδή το γινόμενο της μάζας του νετρονίου και ο μαζικός αριθμός. Η μάζα ενός νετρονίου είναι ίση με τη μάζα ενός πρωτονίου, γενικά συμβολίζονται ως η μάζα ενός νουκλεονίου (πυρηνικό σωματίδιο).
M=A∙mN
Για παράδειγμα, ας υπολογίσουμε τη μάζα ενός ατόμου αλουμινίου. Όπως φαίνεται από το περιοδικό σύστημα στοιχείων του Mendeleev, η σχετική ατομική μάζα του αλουμινίου είναι 26.992. Στρογγυλοποιώντας, παίρνουμε τον μαζικό αριθμό του πυρήνα του αλουμινίου 27. Δηλαδή, ο πυρήνας του αποτελείται από 27 σωματίδια. Η μάζα ενός σωματιδίου είναι σταθερή τιμή ίση με 1,67 ∙ 10-24 g. Τότε, η μάζα του πυρήνα αλουμινίου είναι: 27 ∙ 1,67 ∙ 10-24 r=4, 5 ∙ 10-23 r.
Ποιος είναι ο μαζικός αριθμός των πυρήνων των στοιχείων που πρέπει να γνωρίζετε όταν συντάσσετε αντιδράσεις ραδιενεργού διάσπασης ή πυρηνικές αντιδράσεις. Για παράδειγμα, η σχάση ενός πυρήνα ουρανίου 235U, που συλλαμβάνει ένα νετρόνιο 1n, παράγει πυρήνες βαρίου 141 Ba και κρυπτό 92Kr, καθώς και τρία ελεύθερα νετρόνια 1n. Κατά τη σύνταξη τέτοιων αντιδράσεων, χρησιμοποιείται ο κανόνας: το άθροισμα των αριθμών μάζας στη δεξιά και την αριστερή πλευρά της εξίσωσης δεν αλλάζει. 235+1=92+141+3.
