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수소를 제외한 모든 원자핵에는 양성자와 중성자가 모두 포함되어 있습니다. 핵은 현미경으로도 볼 수 없을 정도로 작으며 핵자 (양성자 및 중성자에 대한 일반적인 용어)는 훨씬 작습니다. 그것은 중성자 수를 세는 것을 허용하지만 과학자들은 여전히 모든 원소의 모든 동위 원소의 핵에 얼마나 많은지 알고 있습니다. 그들은 어떻게 알 수 있습니까? 그들은 질량 분석과 같은 기술을 사용하여 특정 원소의 원자의 총 질량을 측정합니다. 그들이 총 질량을 알고 나면 나머지는 쉽습니다.
원자의 총 질량은 모든 양성자, 중성자 및 전자의 합이지만 전자는 너무 가벼워서 실질적인 목적을 위해 중요하지 않습니다. 그것은 원소의 질량이 핵의 질량의 합이라는 것을 의미합니다. 양성자의 수는 특정 원소의 모든 원자에 대해 동일하며 양성자와 중성자는 동일한 질량을 가지므로 원자 질량 단위 (amu)로 측정 된 원자 질량에서 양성자 수를 빼면됩니다. 그리고 당신은 중성자 수를 남겼습니다.
TL; DR (너무 길고 읽지 않음)
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원자 질량은 양성자 수에 중성자 수를 더한 것과 같으므로 원자 질량 (원자 질량 단위)에서 양성자 수 (즉, 원자 번호)를 빼서 중성자 수를 찾습니다. 가장 일반적인 동위 원소에서 중성자의 수를 찾으려면 원자 질량을 가장 가까운 정수로 반올림하십시오.
주기율표 사용
주기율표는 양성자의 수를 증가시켜 모든 원소를 나열하므로, 원소가 표에서 차지하는 위치는 핵에 얼마나 많은 양성자가 있는지 자동으로 알려줍니다. 이것은 요소의 원자 번호이며 요소의 기호 바로 아래에 표시됩니다. 그 옆에는 또 다른 숫자 인 원자 질량이 있습니다. 이 수는 항상 원자 수보다 크며 분수를 포함합니다. 왜냐하면 그 원소의 모든 자연 발생 동위 원소의 평균 원자 질량이기 때문입니다. 이를 사용하여 해당 원소의 핵에있는 평균 양성자 수를 결정할 수 있습니다.
절차는 더 간단 할 수 없었다. 원자 질량을 가장 가까운 정수로 반올림 한 다음 원소의 원자 번호를 뺍니다. 차이는 중성자 수와 같습니다.
예
1. 우라늄 핵에서 평균적으로 중성자의 수는 몇 개입니까?
우라늄은 주기율표에서 92 번째 원소이므로 원자 번호 92와 핵에 92 개의 양성자가 있습니다. 주기율표는 원자 질량을 238.039amu로 나열합니다. 원자 질량을 238로 반올림하고 원자 번호를 빼면 146 개의 중성자가 남았습니다. 우라늄은 양성자의 수에 비해 많은 중성자를 가지고 있기 때문에 모든 동위 원소가 방사성입니다.
동위 원소의 중성자 수
특정 원소의 핵에있는 중성자의 수는 다양 할 수 있으며, 특징적인 중성자가있는 요소의 각 버전은 동위 원소로 알려져 있습니다. 20 개를 제외한 모든 요소에는 둘 이상의 동위 원소가 있으며 일부에는 많은 동위 원소가 있습니다. 주석 (Sn)은 동위 원소 10 개, 크세논 (Xe) 9 개로 목록을 차지합니다.
원소의 각 동위 원소는 다수의 양성자와 중성자로 구성되므로 원자 질량은 이러한 핵의 단순한 합입니다. 동위 원소의 원자 질량은 결코 분수가 아닙니다. 과학자들은 동위 원소를 나타내는 두 가지 방법이 있습니다. 탄소 동위 원소를 예로 들어 C-14 또는 14C. 숫자는 원자 질량입니다. 동위 원소의 원자 질량에서 원소의 원자 번호를 빼면 그 동위 원소의 핵에있는 중성자의 수가 계산됩니다.
C-14의 경우, 탄소의 원자 수는 6이므로, 핵에는 8 개의 중성자가 있어야합니다. 그것은보다 일반적인 균형 동위 원소 인 C-12보다 두 개 더 많습니다. 추가 질량은 C-14를 방사성으로 만듭니다.