Rendszám, tömegszám és izotópok

A rendszámot Z-vel jelöljük, ami az atommagban jelenlévő protonok számára utal. A rendszám megtalálható a periódusos rendszerben. Ebben a videóban a hidrogénről lesz szó. A hidrogén rendszáma egy. Itt láthatod, egy proton van a hidrogén atommagjában. Egy semleges atomban a protonok száma megegyezik az elektronok számával, mivel a semleges atom össztöltése nulla, tehát a protonok pozitív töltését semlegesíti az elektronok negatív töltése. Menjünk tovább, vegyünk egy hidrogénatomot. Tudjuk, hogy a hidrogén rendszáma egy, tehát egy proton található az atommagban. Itt az egy protonunk az atommagban, és mivel semleges hidrogénatomról beszélünk, ezért egy elektronunk van. Lerajzolom azt az egy elektront valahova az atommagon kívülre, az egyszerűsített Bohr-modellel ábrázolva. Az atom valójában nem így néz ki, de ez a nagyon egyszerű ábrázolás segíteni fog az elején. Ez tehát a hidrogén egyik változata. Ez a hidrogén egyik izotópja. Próciumnak hívják. Le is írom ide. Ez a prócium, és most beszéljünk egy kicsit az izotópokról. Az izotópok egy adott elem atomjai. Jelen esetben a hidrogénről van szó. Ezek az atommagokban lévő neutronok számában különböznek. Nézzük a hidrogén következő izotópját. Ezt deutériumnak hívják. Le is írom ide, hogy deutérium. A deutérium is hidrogén, tehát egy protonja van az atommagban, és egy elektronja azon kívül, de ha az izotópok definícióját nézzük, ami szerint ezek egy adott elem atomjai, amik a neutronok számában különböznek, a próciumnak nulla neutron van az atommagjában. A deutériumnak egy. Le is rajzolom a deutérium egy neutronját. Kéket használok, az lesz a neutron. A deutériumnak tehát egy neutronja van, és mivel a neutronnak van tömege, a deutériumnak nagyobb a tömege, mint a próciumnak. Az izotópoknak tehát más-más a tömegük, mivel különböző számú neutronjuk van. Figyeld meg, hogy a rendszámuk továbbra is ugyanaz, ugyanannyi az atommagban jelen lévő protonok száma. Egy proton van az atommagban. Ez azért fontos, mert ha megváltoztatjuk a protonok számát, megváltozik az elem, és az nem ugyanaz, mint amit itt csinálunk. Most egy adott elem atomjairól van szó. A deutérium továbbra is hidrogén, annak egy izotópja. Nézzük végül az utolsó izotópunkat, a tríciumot. A tríciumnak is egy proton van az atommagjában, egy elektronja az atommagon kívül, ide rajzoljuk, és ugye a neutronok számában különbözniük kell, tehát a tríciumnak két neutronja van. Be is rajzolom a két neutront ide az atommagba. Ezek tehát a hidrogén izotópjai. Hogyan teszünk különbséget a különböző izotópok között? Kis jeleket fogunk rajzolni az izotópok megadásához. A prócium jele tehát, amit ide rajzolok az elem vegyjeléből áll, ami természetesen a hidrogén, és aztán ide alulra írjuk a rendszámot. Az alsó indexbe kerül a rendszám, ami egy, mivel egy proton van az atommagban. A felső indexbe fogjuk írni a tömegszámot. Kicsit lejjeb húzom, hogy láthassuk a tömegszám definícióját. A tömegszám az atommagban lévő protonok és neutronok számának összege. Protonok és neutronok, és a jele A. Az A tehát a tömegszám, ami egyenlő a protonok számával (ami a rendszám, és amit Z-vel jelöltünk) plusz a neutronok számával. A egyenlő Z meg N. A prócium esetén, ami itt látható, az atommagban csak egyetlen proton van és nulla neutron, tehát egy meg nulla adja a tömegszámot, ami egy. Pirossal írom a tömegszámot, hogy meg tudjuk különböztetni. A tömegszám tehát a piros, és más színt használok a rendszámhoz. használjunk itt lilát. Az alsó index mutatja a rendszámot, a Z-t, és a felső index a tömegszámot, az A-t. Ez tehát a próciumizotóp jele. Rajzoljuk le a deutériumét is. Hidrogénről van szó, tehát H-t írunk. Továbbra is egy proton van az atommagban, tehát a rendszám egy. A tömegszámot írjuk a felső indexbe, ami a protonok és neutronok számának összege. Nézzük csak itt az atommagot: egy proton és egy neutron van benne. Egy meg egy, az kettő. Így a felső indexbe kettőt írunk. Végül nézzük a tríciumot. Az is hidrogén, így hidrogént írunk ide. Egy proton van az atommagban, a rendszáma egy, ide egyet írunk. Majd a protonok és neutronok száma összesen három. Egy proton és két neutron hármat ad. Ez a trícium jele. Ezek tehát a hidrogén izotópjai. Ezeknek a jeleknek a használatával tudjuk őket megkülönböztetni. Most pedig az alapján, amit tanultunk, gyakoroljunk egy kicsit. Vegyük a szén vegyjelét. Itt a szén alsó indexében 6, a felsőben 12 van. Tudni szeretnénk, mennyi a protonok, elektronok és neutronok száma. Kezdjük a protonokkal. Tudjuk, hogy az alsó index a rendszám, és a rendszám megegyezik a protonok számával. tehát 6 proton van ebben a szénatomban. És ha semleges szénatomról van szó, az elektronok számának meg kell egyeznie a protonok számával. Így ha 6 proton van, akkor 6 elektronnak kell lennie. És végül hogyan számolhatjuk ki a neutronok számát? Menjünk tovább, és írjuk fel a szóban forgó képletet. A tömegszám egyenlő a rendszám és a neutronok számának összegével. A tömegszám tehát itt van, 12. Behelyettesíthetjük a 12-t. A rendszám 6, itt van. Behelyettesítjük a 6-ot, és hozzáadjuk a neutronok számát. A neutronok száma annyi, mint 12-ből 6, ami természetesen 6. Tehát 6 neutronunk van. Tehát csak ki kell vonni a rendszámot a tömegszámból, és megkapod az atom neutronjainak számát. Írjunk fel egy másik példát. Ez is szén, de most a felső indexben 13 szerepel. A rendszám nem változik, ha izotópokról van szó. Ha megváltozik a rendszám, megváltozik az elem is. Tehát továbbra is 6 proton van ennek az atomnak az atommagjában, és a semleges atomban ezzel megegyező számú elektronnak kell lennie, tehát itt 6 elektronnak. És végül hány neutron van? Ugyanúgy, ahogy eddig is csináltuk, kivonjuk a rendszámot a tömegszámból, azaz 13-ból ki kell vonnunk 6-ot, hogy megkapjuk a neutronok számát. 13-ból 6, az ugye 7, tehát 7 neutron van ebben az atomban. Nézzük egy másik módját az izotópok felírásának. Ha mondjuk ezt az izotópot szeretnénk felírni egy másik módon, ezt úgy is lehet, hogy először is felírjuk az elem nevét. Ez tehát szén, utána teszünk egy kötőjelet, és utánaírjuk a tömegszámot. Tehát szén, kötőjel, 13 (szén-13) jelenti ezt a szénizotópot, és ezt hívják kötőjeles jelölésnek. Felírom, hogy „kötőjeles jelölés”. Jól van, nézzünk még egy példát. Vegyünk egy olyat, ami kicsit ijesztőbb. Legyen az urán. U az urán vegyjele. Az urán rendszáma 92. Ennek az izotópnak a tömegszáma 235. Hány proton, elektron és neutron van ebben az uránatomban? Tehát még egyszer: a protonok számához ott a rendszám, ami 92, úgyhogy 92 protonnak kell lennie. Semleges atomban az elektronok száma megegyezik a protonok számával, így 92 elektron van. És végül a neutronok számát úgy határozhatjuk meg, hogy kivonjuk ezt a számot a tömegszámból. Ez alapján 235 mínusz 92 lesz, azaz 143. 143 neutron van benne.