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水素を除くすべての原子核には、陽子と中性子の両方が含まれています。原子核は顕微鏡でも見られないほど小さく、核子(陽子と中性子の総称)はさらに小さくなっています。それは中性子の数を数えることを可能にしますが、それでも科学者はすべての元素のすべての同位体の核にいくつあるかをまだ知っています。彼らはどうやって知っていますか?質量分析などの技術を使用して、特定の元素の原子の総質量を測定します。質量がわかったら、残りは簡単です。
原子の総質量は、そのすべての陽子、中性子、および電子の合計ですが、電子は非常に軽いため、すべての実用的な目的にとって重要ではありません。つまり、要素の質量はその核子の質量の合計です。陽子の数は特定の元素のすべての原子で同じであり、陽子と中性子は同じ質量を持っているため、必要なのは原子質量単位(amu)で測定した原子質量から陽子の数を引くだけです。そして、あなたは中性子の数を残しました。
TL; DR(長すぎる;読まなかった)
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原子質量は、陽子の数に中性子の数を加えたものに等しいので、原子質量(原子質量単位)から陽子の数(原子番号)を引くと、中性子の数がわかります。最も一般的な同位体の中性子数を見つけるために、原子質量を最も近い整数に丸めます。
周期表を使用する
周期表には、陽子の数を増やすことですべての元素が一覧表示されるため、元素が表内で占める場所は、その原子核に含まれる陽子の数を自動的に示します。これは要素の原子番号であり、要素のシンボルのすぐ下に表示されます。その隣には別の数字があり、それは原子質量です。この数は常に原子番号よりも大きく、多くの場合、その要素のすべての自然に発生する同位体の原子質量の平均であるため、分数が含まれます。これを使用して、その元素の核内のプロトンの平均数を決定できます。
手順は簡単ではありません。原子質量を最も近い整数に丸め、それから要素の原子番号を引きます。違いは中性子の数に等しい。
例
1.平均して、ウラン核内の中性子の数はいくつですか?
ウランは周期表の92番目の元素であるため、原子番号92で、核に92個の陽子があります。周期表には、原子質量が238.039 amuとしてリストされています。原子質量を238に丸め、原子番号を減算すると、146個の中性子が残ります。ウランは陽子の数に比べて多数の中性子を持っているため、その同位体はすべて放射性です。
同位体中の中性子の数
特定の元素の核内の中性子の数は変化する可能性があり、中性子の特徴的な数を持つ元素の各バージョンは同位体として知られています。 20を除くすべての元素には複数の同位体があり、一部には多くの同位体があります。スズ(Sn)は10個の同位体でリストのトップになり、9個のキセノン(Xe)が続きます。
元素の各同位体は、陽子と中性子の整数で構成されているため、その原子質量はそれらの核子の単純な合計です。同位体の原子質量は分数ではありません。科学者には、同位体を示す2つの方法があります。炭素の同位体を例にとると、C-14または 14C.数字は原子質量です。同位体の原子質量から元素の原子番号を引くと、結果はその同位体の核内の中性子数になります。
C-14の場合、炭素の原子番号は6であるため、原子核には8個の中性子が必要です。それは、より一般的なバランスの取れた同位体であるC-12よりも2つ多くあります。余分な質量により、C-14が放射性になります。