Що таке масове число атомного ядра

Що таке масове число атомного ядра? Масове число чисельно дорівнює сумі нейтронів і протонів ядра. Його позначають буквою А. Поняття “масове число” з’явилося в зв’язку з тим, що маса ядра обумовлена ​​числом ядерних частинок. Як пов’язані між собою маса ядра і кількість частинок? Давайте з’ясовувати.

Будова атома

Будь-атом складається з ядра і електронів. Крім атома водню, так як він має всього один електрон. Ядро заряджена позитивно. Негативний заряд несуть електрони. Заряд кожного електрона прийнятий за -1. Атом в цілому електронейтральний, тобто не має заряду. Це означає, що кількість часток, що несуть негативний заряд, тобто електронів, так само позитивного заряду ядра. Наприклад, в атомі кисню заряд ядра +8 і електронів 8, в атомі кальцію заряд ядра +20, електронів 20.

Будова ядра

Ядро складається з двох видів частинок – протонів і нейтронів. Протони заряджені позитивно, нейтрони не мають заряду. Таким чином, заряд ядра дають протони. Заряд кожного протона прийнятий за +1. Тобто, скільки протонів міститься в ядрі, такий і буде заряд всього ядра. Наприклад, в ядрі вуглецю 6 протонів, заряд ядра +6.

У періодичної системі елементів Менделєєва все елементи розташовані в порядку збільшення саме заряду ядра. У водню заряд ядра +1, він розташований першим; у гелію +2, він другий в таблиці; у літію +3, він третій і так далі. Тобто заряд ядра відповідає порядковому (атомному) номеру елемента в таблиці.

В цілому будь-який атом електронейтральний. Це означає, що кількість електронів дорівнює заряду ядра, тобто кількості протонів. А оскільки кількість протонів визначає атомний номер елемента, то знаючи цей атомний номер, ми, таким чином, знаємо і кількість електронів, і кількість протонів, і заряд ядра.

Маса атома

Маса атома (М) визначається масою складових частин, тобто електронів і ядра. Електрони дуже легкі в порівнянні з ядром і майже не вносять вкладу в масу всього атома. Тобто маса атома обумовлена ​​масою ядра. Що таке масове число? Маса ядра визначається числом частинок, що входять до його складу, – протонів і нейтронів. Таким чином, масове число – це маса ядра, виражена не в одиницях вимірювання маси (грами), а в кількості частинок. Звичайно, абсолютна маса ядер (m), виражена в грамах, відома. Але це дуже маленькі числа, що виражаються в негативних ступенях. Наприклад, маса атома вуглецю m (C) = 1,99 ∙ 10-23 м Користуватися такими числами незручно. І якщо немає необхідності в абсолютних значеннях маси, а потрібно просто порівняти маси елементів або часток, то користуються відносними масами атомів (Ar), вираженими в а.е.м. Відносна маса атома вказана в таблиці Менделєєва, наприклад, у азоту 14,007. Відносна маса атома, округлена до цілого числа, і є масове число ядра елемента (A). Масові числа такі, що ними зручно користуватися – це завжди цілі числа: 1, 2, 3 і так далі. Наприклад, у азоту – 14, у вуглецю – 12. Їх записують верхнім лівим індексом, наприклад, 14N або 12C.

Коли потрібно знати масове число?

Знаючи масове число (A) і атомний номер елемента в періодичній системі (Z), можна визначити число нейтронів. Для цього потрібно відняти від масового числа протони.

Знаючи масове число, можна обчислити масу ядра або всього атома. Оскільки маса ядра обумовлена ​​масою частинок, що входять до його складу, то вона дорівнює добутку кількості цих частинок і маси цих часток, тобто добутку маси нейтрона і масового числа. Маса нейтрона дорівнює масі протона, в цілому їх позначають як маса нуклона (ядерна частка).

M = A ∙ mN

Наприклад, розрахуємо масу атома алюмінію. Як видно з періодичної системи елементів Менделєєва, відносна атомна маса алюмінію дорівнює 26,992. Округливши, отримуємо масове число ядра алюмінію 27. Тобто його ядро ​​складається з 27 частинок. Маса однієї частинки – постійна величина, що дорівнює 1,67 ∙ 10-24 м Тоді, маса ядра алюмінію дорівнює: 27 ∙ 1,67 ∙ 10-24 г = 4,5 ∙ 10-23 м

Ядерна реакція

Що таке масове число ядер елементів потрібно знати при складанні реакцій радіоактивного розпаду або ядерних реакцій. Наприклад, при розподілі ядра урану 235U, який захопив один нейтрон 1n, утворюються ядра барію 141Ba і криптону 92Kr, а також три вільні нейтрони 1n. При складанні таких реакцій користуються правилом: сума масових чисел в правій і лівій частинах рівняння не змінюється. 235 + 1 = 92 + 141 + 3.

Посилання на основну публікацію