Av Chris Deziel, Uppdaterad 24 mars 2022
Varje atomkärna, utom väte, består av protoner och neutroner. Även om kärnan är alldeles för liten för att ses, kan forskare bestämma antalet neutroner i vilken isotop som helst med hjälp av masspektrometri och data från det periodiska systemet.
Den totala massan av en atom är i huvudsak summan av dess protoner, neutroner och, till en försumbar grad, elektroner. Eftersom elektroner bara väger cirka 1/1836 av en proton, kan de ignoreras när man beräknar neutrontal. Följaktligen är atommassan (i atommassaenheter, amu) reflekterar enbart den kombinerade massan av protoner och neutroner.
Det periodiska systemet listar grundämnen i ordning efter ökande protonantal, vilket också är atomnumret (Z). Direkt under elementsymbolen finns atomnumret och bredvid den genomsnittliga atommassan. Detta medelvärde står för alla naturligt förekommande isotoper och inkluderar ofta en delkomponent.
Så här hittar du det typiska neutronantalet:
Atommassa ≈ protoner + neutroner. Subtrahera atomnumret (protonerna) från den rundade atommassan för att få neutronantalet.
Uran är grundämne 92. Dess listade atommassa är 238,039 amu. Avrundning ger 238; subtrahera 92 protoner och du får 146 neutroner. Det höga neutron-till-protonförhållandet är en nyckelfaktor för urans radioaktivitet.
Isotoper är varianter av ett grundämne som endast skiljer sig åt i neutrontal. Medan de flesta grundämnen har flera isotoper (tenn har tio, xenon nio), är varje isotops atommassa ett heltal som representerar det exakta antalet protoner och neutroner.
Till exempel har kol-14 (C-14) en massa på 14 amu. Med ett atomnummer på 6 innehåller den 8 neutroner – två fler än den stabila C-12, som bidrar till dess radioaktiva sönderfall.
Genom att följa den enkla subtraktionsmetoden ovan kan du bestämma neutronnumret för alla element eller isotoper du stöter på.
