Door Chris Deziel, bijgewerkt op 24 maart 2022

Elke atoomkern, behalve waterstof, is samengesteld uit protonen en neutronen. Hoewel de kern veel te klein is om zichtbaar te zijn, kunnen wetenschappers het aantal neutronen in elke isotoop bepalen met behulp van massaspectrometrie en de gegevens van het periodiek systeem.

De atomaire massa begrijpen

De totale massa van een atoom is in wezen de som van zijn protonen, neutronen en, in verwaarloosbare mate, elektronen. Omdat elektronen slechts ongeveer 1/1836 van een proton wegen, kunnen ze worden genegeerd bij het berekenen van neutronenaantallen. Bijgevolg is de atoommassa (in atomaire massa-eenheden, amu) weerspiegelt alleen de gecombineerde massa van protonen en neutronen.

Het periodiek systeem gebruiken

Het periodiek systeem vermeldt de elementen in volgorde van toenemend aantal protonen, wat ook het atoomnummer (Z) is. Direct onder het elementsymbool staat het atoomnummer en daarnaast de gemiddelde atoommassa. Dit gemiddelde omvat alle in de natuur voorkomende isotopen en omvat vaak een fractionele component.

Om het typische aantal neutronen te vinden:

1. Rond de atoommassa af op het dichtstbijzijnde gehele getal.
2. Trek het atoomnummer af van die afgeronde massa.
3. Het resultaat is het gemiddelde aantal neutronen in de meest voorkomende isotoop van het element.

TL;DR

Atoommassa ≈ protonen + neutronen. Trek het atoomnummer (protonen) af van de afgeronde atoommassa om het aantal neutronen te krijgen.

Voorbeeld:uranium

Uranium is element 92. De vermelde atoommassa is 238.039amu. Afronding levert 238 op; trek 92 protonen af ​​en je krijgt 146 neutronen. De hoge verhouding tussen neutronen en protonen is een sleutelfactor voor de radioactiviteit van uranium.

Neutronentelling in isotopen

Isotopen zijn varianten van een element die alleen verschillen in het aantal neutronen. Hoewel de meeste elementen meerdere isotopen hebben (tin heeft er tien, xenon negen), is de atoommassa van elke isotoop een geheel getal, dat het exacte aantal protonen en neutronen weergeeft.

Koolstof‑14 (C‑14) heeft bijvoorbeeld een massa van 14amu. Met een atoomnummer van 6 bevat het 8 neutronen – twee meer dan het stabiele C-12, dat bijdraagt aan het radioactieve verval.

Door de eenvoudige aftrekkingsmethode hierboven te volgen, kun je het neutronengetal bepalen voor elk element of isotoop dat je tegenkomt.