Jak Obliczyć Liczbę Neutronów Protonów I Elektronów

Oto wyjaśnienie, jak obliczyć liczbę neutronów, protonów i elektronów w atomie, napisane w prosty i zrozumiały sposób.

Zacznijmy od podstaw. Każdy atom składa się z trzech głównych typów cząstek:

Protonów: Mają ładunek dodatni i znajdują się w jądrze atomu.
Neutronów: Nie mają ładunku (są neutralne) i również znajdują się w jądrze atomu.
Elektronów: Mają ładunek ujemny i krążą wokół jądra po orbitach.

Liczba Atomowa (Z)

Kluczem do obliczenia liczby tych cząstek jest zrozumienie, czym jest liczba atomowa, oznaczana literą Z. To po prostu liczba protonów w jądrze atomu danego pierwiastka. Liczba atomowa jest unikalna dla każdego pierwiastka i znajduje się w układzie okresowym pierwiastków (na przykład wodór ma Z=1, hel Z=2, lit Z=3, itd.). Układ okresowy to Twoja ściągawka! Położenie pierwiastka w układzie okresowym natychmiast powie Ci, ile ma protonów.

Obliczanie Protonów

Najprościej: liczba protonów w atomie jest równa jego liczbie atomowej (Z). Więc jeśli masz atom o liczbie atomowej 6 (czyli węgiel), wiesz od razu, że ma 6 protonów. Nie musisz niczego więcej obliczać! Sprawdzasz w układzie okresowym, znajdujesz pierwiastek, odczytujesz liczbę atomową i już wiesz.

Obliczanie Elektronów

W atomie obojętnym elektrycznie (czyli takim, który nie ma ładunku dodatniego ani ujemnego – a większość atomów taka właśnie jest), liczba elektronów jest równa liczbie protonów. Dlaczego? Bo dodatni ładunek protonów musi być zrównoważony ujemnym ładunkiem elektronów, żeby atom jako całość był neutralny. Tak więc, jeśli masz atom węgla (Z=6) i wiesz, że jest obojętny elektrycznie, to wiesz również, że ma 6 elektronów. Proste, prawda?

Jony: Kiedy liczba elektronów się zmienia

Sytuacja się komplikuje, gdy atom staje się jonem. Jon to atom, który zyskał lub stracił elektrony, co powoduje, że ma ładunek elektryczny. Jeśli atom traci elektrony, staje się jonem dodatnim (kationem), ponieważ ma więcej protonów (ładunków dodatnich) niż elektronów (ładunków ujemnych). Jeśli atom zyskuje elektrony, staje się jonem ujemnym (anionem), ponieważ ma więcej elektronów niż protonów.

Jak obliczyć liczbę elektronów w jonie? Potrzebujesz znać ładunek jonu. Na przykład, jeśli masz jon sodu o ładunku +1 (Na+), oznacza to, że atom sodu stracił jeden elektron. Sód (Na) ma liczbę atomową 11, więc ma 11 protonów i w stanie obojętnym miałby 11 elektronów. Ponieważ stracił jeden elektron, ma teraz tylko 10 elektronów.

Z drugiej strony, jeśli masz jon chloru o ładunku -1 (Cl-), oznacza to, że atom chloru zyskał jeden elektron. Chlor (Cl) ma liczbę atomową 17, więc ma 17 protonów i w stanie obojętnym miałby 17 elektronów. Ponieważ zyskał jeden elektron, ma teraz 18 elektronów.

Kluczowe jest więc spojrzenie na ładunek:

Ładunek dodatni (+): Odejmujesz liczbę ładunku od liczby protonów (która jest równa liczbie atomowej).
Ładunek ujemny (-): Dodajesz liczbę ładunku do liczby protonów.

Obliczanie Neutronów: Liczba Masowa (A) i Izotopy

Obliczanie liczby neutronów jest nieco bardziej skomplikowane, ponieważ wymaga znajomości liczby masowej atomu, oznaczanej literą A. Liczba masowa to suma protonów i neutronów w jądrze atomu.

Izotopy to atomy tego samego pierwiastka (czyli mające tę samą liczbę protonów), ale różniące się liczbą neutronów. Oznacza to, że mają różne liczby masowe. Na przykład, węgiel-12 (¹²C) i węgiel-14 (¹⁴C) to izotopy węgla. Oba mają 6 protonów (bo to węgiel), ale węgiel-12 ma 6 neutronów (12 - 6 = 6), a węgiel-14 ma 8 neutronów (14 - 6 = 8).

Jak obliczyć liczbę neutronów?

Używamy następującego wzoru:

Liczba neutronów = Liczba masowa (A) - Liczba atomowa (Z)

Czyli:

Neutrony = A - Z

Załóżmy, że masz atom sodu-23 (²³Na). Sód ma liczbę atomową 11 (Z = 11). Liczba masowa to 23 (A = 23). Zatem liczba neutronów wynosi:

Neutrony = 23 - 11 = 12

Atom sodu-23 ma 12 neutronów.

Gdzie znaleźć liczbę masową?

Liczba masowa zazwyczaj jest podawana obok symbolu pierwiastka, na przykład ²³Na (sód-23) lub ¹⁴C (węgiel-14). Układ okresowy zazwyczaj podaje średnią masę atomową pierwiastka (która uwzględnia występowanie różnych izotopów), ale to nie jest liczba masowa konkretnego atomu. Do obliczenia liczby neutronów musisz znać liczbę masową danego izotopu.

Podsumowanie

Aby obliczyć liczbę protonów, neutronów i elektronów:

Znajdź liczbę atomową (Z) pierwiastka w układzie okresowym. To liczba protonów.
Jeśli atom jest obojętny elektrycznie, liczba elektronów jest równa liczbie protonów.
Jeśli atom jest jonem, oblicz liczbę elektronów, odejmując (dla jonów dodatnich) lub dodając (dla jonów ujemnych) wartość ładunku do liczby protonów.
Znajdź liczbę masową (A) atomu. Zazwyczaj jest podawana obok symbolu pierwiastka.
Oblicz liczbę neutronów, odejmując liczbę atomową (Z) od liczby masowej (A): Neutrony = A - Z.

Mam nadzieję, że to wyjaśnienie jest jasne i pomoże Ci w obliczeniach! Pamiętaj, ćwiczenie czyni mistrza, więc spróbuj rozwiązać kilka przykładów, aby utrwalić wiedzę. Powodzenia!