От A и Z к числу нейтронов
Выбирай атом и наблюдай счётчики частиц. Цвета различают протоны, нейтроны и электроны.
Учебная схема: размеры, цвета и расстояния условны. Переключатели показывают объяснённые примеры, оценка здесь не выставляется.
Массовое число считает нуклоны
Массовое число A равно сумме протонов и нейтронов ядра: A = Z + N. Это целое число частиц, а не точная масса атома в граммах. Протоны и нейтроны вместе называют нуклонами.
Электроны не входят в массовое число. Их масса мала по сравнению с массой ядра, но определение A основано именно на числе нуклонов. Для углерода-12: 6 протонов и 6 нейтронов дают A = 12. Для ядра с семью протонами и семью нейтронами A равно 14; это азот-14, потому что элемент задают семь протонов.
Число протонов
Z
Число нейтронов
N
Массовое число
A = Z + N
Массовое число равно числу нуклонов ядра. Оно является целым числом и не включает электроны.
Обозначение конкретного атома
В записи ²³₁₁Na верхний индекс 23 — массовое число, нижний 11 — атомный номер. Поэтому N = 23 − 11 = 12. Если атом нейтрален, электронов 11.
В текстовой форме удобно писать «натрий-23». Название элемента уже задаёт Z, но массовое число нужно для выбора изотопа. Запись Na без A не сообщает однозначно число нейтронов. Такой порядок чтения сохраняется для любого элемента.
Прочитать нижнее число
Z = 11 → 11 протонов.
Вычесть
N = 23 − 11 = 12 нейтронов.
Уточнить заряд
Нейтральный атом → 11 электронов.
Запись изотопа сообщает атомный номер и массовое число. Число нейтронов находят вычитанием N = A − Z.
Электронные уровни натрия
Натрий: распределение электронов 2, 8, 1. Круги условно обозначают уровни и не являются траекториями электронов.
Pumbaa; исходная работа Greg Robson · Wikimedia Commons · CC BY-SA 2.0 UK. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Периодическая система химических элементов
В периодической системе находят символы элементов и значения относительных атомных масс.
Cepheus · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
A и Aᵣ — разные величины
Для хлора в таблице Aᵣ около 35,5, но ни одно ядро не содержит 35,5 нуклона. Средняя относительная атомная масса учитывает смесь изотопов и их распространённость. Массовое число относится к конкретному изотопу.
У хлора-35 N = 18, у хлора-37 N = 20. Округление табличной средней массы не является общим способом точно определить число нейтронов неизвестного атома. Сначала должен быть указан изотоп.
| Признак / объект | Что означает | Пояснение |
|---|---|---|
| A | Целое число нуклонов | Один конкретный изотоп |
| Aᵣ | Средняя относительная масса | Изотопный состав элемента |
Массовое число описывает отдельный изотоп. Табличная относительная атомная масса учитывает изотопную смесь.
Проверяем согласованность данных
Для алюминия-27 Z = 13, поэтому N = 14 и у нейтрального атома 13 электронов. Проверка: 13 + 14 = 27. Если получено отрицательное число нейтронов, исходные данные или чтение обозначения неверны.
При образовании Al³⁺ ядро остаётся тем же, но электронов становится 10. Массовое число не уменьшается на три: потеря электронов меняет заряд, а не число нуклонов. Проверка электронов использует заряд, а проверка нейтронов — массовое число.
| Частица | Протоны | Нейтроны | Электроны |
|---|---|---|---|
| Атом Al-27 | 13 | 14 | 13 |
| Ион Al³⁺-27 | 13 | 14 | 10 |
Числа частиц проверяют по A, Z и заряду. Образование иона не изменяет массовое число ядра.
Шесть выводов
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 8 класс», § 34. Материал переработан для объяснения; источник: 8 класс. Химия — § 34. Массовое число атома.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах