Атомен номер, масово число и изотопи на химичните елементи

Атомното число се отбелязва със Z и се отнася до броя протони в ядрото. Можеш да намериш атомното число в периодичната таблица. В това видео ще говорим за водород. Атомното число на водорода е 1. Значи, има един протон в ядрото на един водороден атом. В един неутрален атом броят протони е равен на броя електрони, понеже в един неутрален атом няма цялостен заряд и положителните заряди на протоните напълно балансират отрицателните заряди на електроните. Нека нарисуваме един атом водород. Знаем, че атомното число на водорода е 1, така че в ядрото има един протон. Ето го моя един протон в ядрото. Говорим за неутрален водороден атом, така че има един електрон. Ще нарисувам този електрон някъде извън ядрото. И ще използвам свръхопростения модел на Бор. Атомът всъщност не изглежда така, но е много проста схема, която ти помага да се запознаеш с него. Това е един вариант на водорода. Това е един изотоп на водорода, който се нарича протий. Записвам го тук. Нека поговорим за изотопите. Изотопите са атоми от един елемент. Тук говорим за водорода. Които се различават по броя неутрони в ядрата си. Нека поговорим за следващия изотоп на водорода. Той се нарича деутерий. Записвам деутерий тук. Деутерият е водород, така че трябва да има един протон в ядрото и трябва да има един електрон извън ядрото. Но според определението за изотопи: "атоми от един елемент, които се различават по броя неутрони", протият няма неутрони в ядрото. Деутерият има един. Нека нарисувам единия неутрон на деутерия. Ще използвам синьо, ще правя неутроните в синьо. Деутерият има един неутрон и тъй като неутроните имат маса, деутерият има по-голяма маса от протия. Изотопите имат различни маси, понеже се различават по броя неутрони. Но забележи, че имат едно и също атомно число, имат еднакъв брой протони в ядрото. Точно така, един протон в ядрото. И това е важно, понеже ако промениш броя протони, променяш елемента, а тук не става въпрос за това. Говорим за атоми от един елемент. Деутерият е водород, той е изотоп. Накрая, последният ни изотоп е тритий. Тритият има един протон в ядрото, един електрон извън ядрото, рисуваме това тук, и трябва да се различава по броя неутрони. Тритият има два неутрона. Нека нарисувам двата неутрона тук в ядрото. И това са изотопите на водорода. Как различаваме различните изотопи? Ще запишем малки символи, за да представим тези изотопи. И символът, който ще нарисувам тук за протий, ще е съставен от символа на елемента, който е, разбира се, водород, и после тук долу ще запишем атомното число. Малкият символ е атомното число, което е 1, понеже има един протон в ядрото. И после за символа горе ще запишем масовото число. Нека се преместя тук надолу, за да можем да разгледаме определението за масовото число. "Масовото число е комбинираният брой протони и неутрони в едно ядро." Тоест то е протоните и неутроните и се отбелязва с А. А е масовото число, което е равно на броя протони – това е атомният номер, който символизираме със Z – плюс броя неутрони. Тоест А = Z+ N. Да разгледаме протия. В ядрото му има само един протон и нула неутрони, тоест 0 + 1, което ни дава масово число 1. Ще използвам червено за масовото число, за да го различаваме. Масовото число е в червено и нека използвам различен цвят за атомния номер. Нека използвам пурпурно. Долният знак е атомното число и това е Z, а горният знак е масовото число и това е А. Този символ представлява изотопа протий. Нека нарисуваме този за деутерия. Той също е водород и слагаме Н. Все така има един протон в ядрото, точно един протон в ядрото, така че поставяме атомно число 1. Масовото число е горният знак, то е комбинираният брой протони и неутрони. Поглеждаме ядрото. Има един протон и един неутрон. 1 + 1 = 2. Поставяме 2 за горния знак. И последно за трития. Той е водород, така че пишем водород. Има един протон в ядрото, атомно число 1, така че тук поставяме 1. И после комбинираният брой протони и неутрони, който е 3. Един протон + два неутрона ни дава 3. Това е символът за тритий. Това са изотопите на водорода и използването на тези символи ни позволява да ги различиаваме. Нека използваме това, което научихме, и да направим още няколко упражнения. Нека разгледаме следния символ за въглерод. Имаме въглерод, долният знак е 6, горният е 12. И ако искаме да знаем колко протона, електрона и неутрона има... Нека първо помислим за протоните. Знаем, че долният знак е атомното число, а атомното число е равно на броя протони. Значи в този атом въглерод има 6 протона. И ако това е неутрален атом въглерод, броят електрони трябва да е равен на броя протони. Ако има 6 протона, трябва да има 6 електрона. И последно, как откриваме броя неутрони? Нека запишем формулата, която обсъдихме. Масовото число е равно на атомното число плюс броя неутрони. Масовото число е тук, то е 12. Можем да напишем 12. Атомното число е 6. Записваме 6. Плюс броя неутрони. Плюс броя неутрони. Значи броят неутрони е равен на 12 – 6, което, разбира се, е 6. Има 6 неутрона. Просто изваждаме атомното число от масовото число и получаваме броя неутрони в атома. Нека направим друго упражнение. Това е въглерод и този път имаме горен знак 13. Атомното число не се променя, когато говорим за изотоп. Ако промениш атомното число, променяш елемента. Все още има 6 протона в ядрото на този атом и в един неутрален атом трябва да има равен брой електрони. 6 електрона. И последно, колко неутрона има? Точно както направихме преди, изваждаме атомното число от масовото число. Трябва да имаме 13 – 6, за да намерим броя неутрони. 13 – 6, разбира се, е 7. В този атом има 7 неутрона. Друг начин да представим изотопите, да кажем, че искаме да представим този изотоп по различен начин. Понякога ще го видиш записан с името на елемента. Това е въглерод. И после поставяш тире тук, и после записваш масовото число. Въглерод-13 се отнася за този изотоп на въглерода. Това се нарича обозначаване с тире. Нека запиша това обозначение. Нека направим още едно упражнение. Нека направим едно, което изглежда малко по-страшно. Нека се заемем с урана. U е уран. Атомното число на урана е 92. Масовото число за този изотоп е 235. Колко протона, електрона и неутрона има в този атом уран? За протоните гледаме атомното число, то е 92. Трябва да има 92 протона. В един неутрален атом броят електрони е равен на броя протони. Така че има 92 електрона. И, накрая, за да намерим броя неутрони, изваждаме това число от масовото число. Трябва да пресметнем 235 – 92. Което прави 143. Има 143 неутрона.