Склад атомного ядра: масове і зарядове число
Як відомо, в даний час, загальноприйнятою є планетарна модель атома, за якою атом являє собою ядро, що володіє позитивним зарядом, навколо якого на досить великій порівняно з розмірами ядра відстані обертаються негативно заряджені електрони.
Склад атомного ядра
Дослідження показали, що ядро атома – це не єдине цілісне утворення, воно складається з більш дрібних частинок. Колись вважали, що ці частки – тільки позитивно заряджені протони. Однак, в першій половині ХХ століття спочатку теоретично, а потім і практично було відкрито існування нейтронів, які поряд з протонами входять до складу ядра.
При цьому нейтрони не володіють електричним зарядом, вони нейтральні, а також нейтрони мають трохи більшу масу, ніж протони. У більшості випадків цією різницею нехтують і вважають їх масу приблизно рівною.
Масове число і зарядове число
Отже, до складу атомного ядра входять протони і нейтрони (Історія відкриття протона і нейтрона). І ті й інші називаються нуклонами (від лат. Nucleus – ядро). Таким чином, можна сказати, що ядра атомів складаються з нуклонів. Загальне число нуклонів в ядрі називається масовим числом і позначається буквою A.
Масове число, відповідно, характеризує масу атома. Оскільки маса протонів і нейтронів практично дорівнює, тому ухвалили середнє значення маси нуклона, приблизно рівне 1 а. о. м. (атомної одиниці маси). A чисельно рівне масі атома, вираженої в а. о. м.
Число протонів в ядрі називають зарядовим числом і позначають буквою Z. Масове число і зарядове число кожного хімічного елемента ставиться перед літерним позначенням елемента. Тобто ядра будь-яких елементів можна позначити так: (Z ^ A) X.
Причому масове число завжди ставлять зверху, а зарядове – знизу.
Наприклад:
- (7 14) N – азот; (26 56) Fe – залізо; (92 235) U – уран.
Відповідно масове число і маса ядра:
- Азоту: A = 14, m ≈ 14 а. о. м.; Заліза: A = 56, m ≈ 56 а. о. м.; Урану: A = 235, m ≈ 235 а. о. м..
Зарядове число:
- Азоту: Z = 7; Заліза: Z = 26; Урану: Z = 92.
Заряд будь-якого протона дорівнює одному зарядовому числу, а також одному елементарному електричному заряду. Отже, зарядове число Z, яке відображає кількість протонів в ядрі, чисельно рівне позитивному заряду ядра, який в даному випадку виражений в елементарних зарядових одиницях.
Буквою N позначають число нейтронів в ядрі. Не слід плутати число нейтронів з хімічним символом азоту, який теж позначається латинською буквою N, але без нахилу. Число нейтронів Не додають в позначення хімічного елемента, однак його можна легко вирахувати. Масове число A – це загальне число нуклонів ядра, тому A = Z + N.
Отже, число нейтронів:
N = AZ
Слід відзначити ще, що зарядове число атома будь-якої речовини завжди дорівнює порядковому (атомному) номеру хімічного елемента даної Речовини в періодичній системі Менделєєва.