Як визначити кількість протонів і нейтронів

Атом будь-якого хімічного елемента складається з атомного ядра і електронів, що звертаються навколо нього. А з чого складається атомне ядро? У 1932 році було встановлено, що атомне ядро складається з протонів і нейтронів.

Вам знадобиться

Інструкція

1. Протон являє собою позитивно заряджену частинку з масою, що перевищує в 1836 разів масу електрону. Електричний заряд протона збігається за модулем з зарядом електрона, а значить, заряд протона дорівнює 1,6 * 10 ^ (-19) Кулон. Ядра різних атомів містять різне число протонів. Наприклад, в ядрі атома водню тільки один протон, а в ядрі атома золота – сімдесят дев ‘ять. Кількість протонів в ядрі збігається з порядковим номером даного елемента в таблиці Д.І. Менделєєва. Тому для того, щоб визначити число протонів в ядрі хімічного елемента, потрібно взяти таблицю Менделєєва, знайти в ній потрібний елемент. Вказане вгорі ціле число є порядковим номером елемента – це число протонів у ядрі. Прімер1. Нехай потрібно визначити число протонів в ядрі атома полонію. Знайдіть у таблиці Менделєєва хімічний елемент полоній, він розташований під номером 84, значить в його ядрі знаходиться 84 протони.

2. Цікаво, що кількість протонів в ядрі збігається з числом електронів, що рухаються навколо ядра. Тобто число електронів в атомі елемента визначається так само, як і число протонів – порядковим номером елемента. Приклад 2. Якщо порядковий номер полонію – 84, то в ньому 84 протони (в ядрі) і стільки ж – 84 електронів.

3. Нейтрон являє собою незаряджену частинку з масою, яка більше маси електрона в 1839 разів. Крім порядкового номера, в періодичній таблиці хімічних елементів для кожної речовини вказано ще одне число, яке, якщо його округлити, показує загальну кількість частинок (протонів і нейтронів) в атомному ядрі. Це число називається масовим числом. Для визначення кількості нейтронів у ядрі потрібно відняти з масового числа кількість протонів. Приклад 3. Кількість протонів в атомі полонію – 84. Його масове число дорівнює 210, отже, для визначення числа нейтронів знайдіть різницю масового числа і порядкового номера: 210 – 84 = 126.

Склад ядра атома. Розрахунок протонів і нейтронів

Згідно з сучасними уявленнями, атом складається з ядра і розташованих навколо нього електронів. Ядро атома, у свою чергу, складається з менших елементарних частинок ‒ з певної кількості протонів та нейтронів (загальноприйнята назва для яких – нуклони), що пов’язані між собою ядерними силами.

Кількість протонів в ядрі визначає будову електронної оболонки атома. А електронна оболонка визначає фізико-хімічні властивості речовини. Число протонів відповідає порядковому номеру атома в періодичній системі хімічних елементів Менделєєва, іменується також зарядове число, атомний номер, атомне число. Наприклад, число протонів у атома Гелія – 2. У періодичній таблиці він стоїть під номером 2 і позначається як He₂ Символом для позначення кількості протонів служить латинська літера Z. При запису формул часто цифра, яка вказує на кількість протонів, розташовується знизу від символу елемента або праворуч, або ліворуч: He₂ / ₂He.

Кількість нейтронів відповідає певному ізотопу того чи іншого елемента. Ізотопи – це елементи з однаковим атомним номером (однаковою кількістю протонів і електронів), але з різним масовим числом. Масове число – загальна кількість нейтронів і протонів в ядрі атома (позначається латинською буквою А). При запису формул масове число вказується вгорі символу елемента з однієї зі сторін: He 4 ₂/ 4 ₂He (Ізотоп Гелія – Гелій – 4)

Таким чином, щоб дізнатися число нейтронів в тому чи іншому ізотопі, слід від загального масового числа відняти число протонів. Наприклад, нам відомо, що в атомі Гелія-4 He 4 ₂ іститься 4 елементарні частинки, оскільки масове число ізотопу – 4. При цьому нам відомо, що He 4 ₂ має 2 протони. Віднявши від 4 (загальне масове число) 2 (кількість протонів) отримуємо 2 – кількість нейтронів в ядрі Гелія-4.

ПРОЦЕС РОЗРАХУНКУ КІЛЬКОСТІ ФАНТОМНИХ ЧАСТИНОК ПО В ЯДРІ АТОМА. Як приклад ми не випадково розглянули Гелій-4 (He 4 ₂), ядро якого складається з двох протонів і двох нейтронів. Оскільки ядро Гелія-4, іменоване альфа-частинкою (α-частинка) володіє найбільшою ефективністю в ядерних реакціях, його часто використовують для експериментів у цьому напрямку. Варто відзначити, що в формулах ядерних реакцій часто замість He 4 ₂ використовується символ α.

Саме за участю альфа-частинок була проведена Е. Резерфордом перша в офіційній історії фізики реакція ядерного перетворення. В ході реакції α-частинками (He 4 ₂) «бомбардувалися» ядра ізотопу азоту (N 14 ₇), внаслідок чого утворився ізотоп оксигена (O 17 ₈) і один протон (p 1 ₁)

Ця ядерна реакція виглядає таким чином:

Здійснимо розрахунок кількості фантомних частинок По до і після цього перетворення.

ДЛЯ РОЗРАХУНКУ КІЛЬКОСТІ ФАНТОМНИХ ЧАСТИНОК ПО НЕОБХІДНО:
Крок 1. Порахувати кількість нейтронів і протонів у кожному ядрі:
– кількість протонів зазначено в нижньому показнику;
– кількість нейтронів дізнаємося, віднявши від загального масового числа (верхній показник) кількість протонів (нижній показник).

Крок 2. Порахувати кількість фантомних частинок По в атомному ядрі:
– помножити кількість протонів на кількість фантомних частинок По, що містяться в 1 протоні;
– помножити кількість нейтронів на кількість фантомних частинок По, що містяться в 1 нейтроні;

Крок 3. Скласти кількість фантомних частинок По:
– скласти отриману кількість фантомних частинок По в протонах з отриманою кількістю в нейтронах в ядрах до реакції;
– скласти отриману кількість фантомних частинок По в протонах з отриманою кількістю в нейтронах в ядрах після реакції;
– порівняти кількість фантомних частинок По до реакції з кількістю фантомних частинок По після реакції.

ПРИКЛАД РОЗГОРНУТОГО ОБЧИСЛЕННЯ КІЛЬКОСТІ ФАНТОМНИХ ЧАСТИНОК ПО В ЯДРАХ АТОМІВ.
(Ядерна реакція за участю α-частинки (He 4 ₂), що проведена Е. Резерфордом у 1919 році)

ДО РЕАКЦІЇ (N 14 ₇ + He 4 ₂)
N 14 ₇

Кількість протонів: 7
Кількість нейтронів: 14-7 = 7
Кількість фантомних частинок По:
в 1 протоні – 12 По, таким чином у 7 протонах: (12 х 7) = 84;
в 1 нейтроні – 33 По, таким чином у 7 нейтронах: (33 х 7) = 231;
Загальна кількість фантомних частинок По в ядрі: 84+231 = 315

He 4 ₂
Кількість протонів – 2
Кількість нейтронів 4-2 = 2
Кількість фантомних частинок По:
в 1 протоні – 12 По, таким чином у 2 протонах: (12 х 2) = 24
в 1 нейтроні – 33 По, таким чином у 2 нейтронах: (33 х 2) = 66
Загальна кількість фантомних частинок По в ядрі: 24+66 = 90

Разом кількість фантомних частинок По до реакції

N 14 ₇ + He 4 ₂
315 + 90 = 405

ПІСЛЯ РЕАКЦІЇ (O 17 ₈) и один протон (p 1 ₁):
O 17 ₈
Кількість протонів: 8
Кількість нейтронів: 17-8 = 9
Кількість фантомних частинок По:
в 1 протоні – 12 По, таким чином у 8 протонах: (12 х 8) = 96
в 1 нейтроні – 33 По, таким чином у 9 нейтронах: (9 х 33) = 297
Загальна кількість фантомних частинок По в ядрі: 96+297 = 393

p 1 ₁
Кількість протонів: 1
Кількість нейтронів: 1-1=0
Кількість фантомних частинок По:
в 1 протоні – 12 По
Нейтроны отсутствуют.
Загальна кількість фантомних частинок По в ядрі: 12

Разом кількість фантомних частинок По після реакції
(O 17 ₈ + p 1 ₁):
393 + 12 = 405

Порівняємо кількість фантомних частинок По до і після реакції:

Кількості фантомних частинок По до і після реакції рівні.

ПРИКЛАД СКОРОЧЕНОЇ ФОРМИ ОБЧИСЛЕННЯ КІЛЬКОСТІ ФАНТОМНИХ ЧАСТИНОК ПО В ЯДЕРНІЙ РЕАКЦІЇ

Тут і далі розрахунки кількості фантомних частинок По приведені в скороченій формі, в якій відображена загальна кількість фантомних частинок По в кожному ядрі, а також їхня сума до і після реакції.

Відомою ядерної реакцією є реакція взаємодії α-частинок з ізотопом берилію, при якій вперше був виявлений нейтрон, який виявив себе як самостійна частинка в результаті ядерного перетворення. Ця реакція була здійснена в 1932 році англійським фізиком Джеймсом Чедвіком. Формула реакції:

213 + 90 → 270 + 33 – кількість фантомних частинок По в кожному з ядер

303 = 303 – загальна сума фантомних частинок По до і після реакції

Кількості фантомних частинок По до і після реакції рівні.

Зміст

• СПОКОНВІЧНА ФІЗИКА АЛЛАТРА
• Історія
• Про доповідь
• Атоми
• Про ефір
• Елементарні частинки
• Людське сприйняття
• Про нематеріальне начало
• Визначення СПОКОНВІЧНОЇ ФІЗИКИ АЛЛАТРА
• Езоосмічна решітка
• Езоосмічна комірка
• Езоосмічна мембрана
• Септонне поле
• Реальна (стаціонарна) частинка По
• Фантомна частинка По
• Основні відмінності реальнихі фантомних частинок По
• Eзоосмос
• Процес Езоосмосу
• Передача і розподіл енергії та інформації
• Вільна енергія
• Асоціативні приклади процесу езоосмоса, передачі і розподілу енергії та інформації
• Структура елементарних частинок
• Аллат
• Фотон
• Нейтрино
• Eлектрон
• Перевірка відомих формул і реакцій
• Склад ядра атома. Розрахунок протонів і нейтронів
• Форми запису ядерних реакцій
• Формули реакцій, що лежать в основі керованого термоядерного синтезу
• Формули реакцій протон-протонного циклу (pp-цикл)
• Формули реакцій вуглецевого циклу (CN-цикл)
• Формули фотоядерних реакцій
• Формули ядерних реакцій за участю нейтронів
• Реакції за участю α–частинок
• ЗАКІНЧЕННЯ

4. Як визначити кількість протонів і нейтронів у ядрі? Наведіть приклад

Кількість протонів (Z) у ядрі атома даного елемента дорівнює порядковому номеру цього елемента в Періодичній системі хімічних елементів Д. І. Менделєєва, кількість нуклонів (А) — масовому числу. Знаючи зарядове (Z) і масове (А) числа ядра атома, можна визначити кількість нейтронів (N) у цьому ядрі: N = A – Z.

Наприклад: 238 ₉₂U: кількість протонів у ядрі — 92, кількість нейтронів — 238 – 92=146.

Навіґація книги