物質にはさまざまな大きさ、形、色があります。黄色がかったガスである塩素、灰黒色の固体である鉛、または銀色の液体である水銀を考えてみてください。 3 つの非常に異なる元素で、それぞれの材料は 1 種類の原子のみでできています。物質の違いは、原子構造の最も小さな違いに帰着します。
TL;DR (長すぎる; 読んでいない)
元素の同位体の質量数は異なりますが、陽子の数は同じであることを理解してください。周期表を使用して、元素の原子番号を見つけます。原子番号は陽子の数と同じです。バランスのとれた原子では、電子の数は陽子の数と同じです。不均衡な原子では、電子の数は、陽子の数にイオン電荷の反対を加えたものに等しくなります。質量数から原子番号を引いて中性子の数を計算します。特定の同位体の質量数がわからない場合は、周期表の原子質量を使用して、最も近い整数に丸め、原子番号を引いて、元素の中性子の平均数を求めます。
原子の構造
3 つの主な粒子がすべての原子を形成します。陽子と中性子は、原子の中心にある原子核に集まります。電子は原子核の周りに回転する雲を形成します。陽子と中性子が原子の塊を構成しています。陽子や中性子に比べて非常に小さい電子は、原子全体の質量にほとんど寄与しません。
原子と同位体
同じ元素の原子は同じ数の陽子を持っています。すべての銅原子には 29 個の陽子があります。すべてのヘリウム原子には 2 つの陽子があります。同位体は、同じ元素の原子の質量が異なる場合に発生します。元素の陽子の数は変わらないので、質量の違いは中性子の数の違いによって生じます。たとえば、銅には、銅-63 と銅-65 という 2 つの同位体があります。銅-63 には 29 個の陽子と質量数 63 があります. 銅-65 には 29 個の陽子と質量数 65 があります. ヘリウムには 2 つの陽子があり、ほとんどの場合質量数は 4 です.まだ 2 つの陽子がありますが、質量数は 3 です。
同位体の式を書く方法の 1 つは、元素名または記号の後に質量数を、ヘリウム 4 または He-4 のように示します。同位体のもう 1 つの略称は、質量数を上付き文字、原子番号を下付き文字として示し、どちらも原子記号の前に表示されます。たとえば、2 彼は質量数 4 のヘリウム同位体を示しています。
元素周期表
元素の周期表の配置は、原子内の陽子、中性子、および電子の数を見つけるための重要な情報を提供します。現代の周期表では、元素を陽子の順に並べています。表の最初の要素である水素には、1 つの陽子があります。テーブルの最後の要素 (少なくとも今のところ)、Oganesson または Ununoctium には 118 個の陽子があります。
How Many Protons?
周期表の原子番号は、その元素の任意の原子の陽子の数を識別します。原子番号 29 の銅には 29 個の陽子があります。元素の原子番号を調べると、陽子の数がわかります。
何個の中性子?
元素の同位体の違いは、中性子の数によって異なります。同位体の中性子の数を見つけるには、同位体の質量数と原子番号を見つけます。原子番号、または陽子の数は、周期表に記載されています。周期表にもある原子質量は、元素のすべての同位体の加重平均です。同位体が特定されない場合、原子質量は最も近い整数に丸められ、中性子の平均数を見つけるために使用されます。
たとえば、水銀の原子質量は 200.592 です。水星には、質量数が 196 から 204 の範囲の同位体がいくつかあります。平均原子質量を使用して、最初に原子質量を 200.592 から 201 に丸めて中性子の平均数を計算します。ここで、原子質量から陽子の数 80 を引きます。 、201-80、中性子の平均数 121 を見つけます。
同位体の質量数がわかれば、中性子の実際の数を計算できます。中性子の数を計算するには、同じ式、質量数から原子番号を引いたものを使用します。水銀の場合、最も一般的な同位体は水銀-202 です。式 202-80=122 を使用して、水銀 202 が 122 個の中性子を持っていることを確認してください。
電子数は?
中性同位体には電荷がありません。つまり、中性同位体では正電荷と負電荷のバランスが取れています。中性同位体では、電子の数は陽子の数と同じです。陽子の数を見つけるのと同様に、中性同位体の電子の数を見つけるには、元素の原子番号を見つける必要があります。
正または負の電荷を持つ同位体であるイオンでは、陽子の数は電子の数と等しくありません。陽子の数が電子の数を上回っている場合、同位体は負の電荷よりも正の電荷を多く持っています。つまり、陽子の数は電子の数よりも正電荷の数だけ多くなります。電子の数が陽子の数を超えると、イオンの電荷は負になります。電子の数を見つけるには、陽子の数に電荷の不均衡の反対を追加します。
たとえば、同位体がリン (原子番号 15) のように -3 の電荷を持っている場合、電子の数は陽子の数よりも 3 大きくなります。電子の数を計算すると、15+(-1)(-3) または 15+3=18、または 18 電子になります。同位体がストロンチウム (原子番号 38) のように +2 の電荷を持っている場合、電子の数は陽子の数よりも 2 つ少なくなります。この場合、計算は 38+(-1)(+2)=38-2=36 となり、イオンは 36 個の電子を持っています。イオンの通常の省略形は、原子記号に続く上付き文字として電荷の不均衡を示します。リンの例では、イオンは P と書かれます。
