Сколько протонов, нейтронов и электронов в атоме бериллия?

поезд массой 2200 т движется со скоростью 54 км/ч определите импульс поезда​

Необходимо собрать колебательный контур с частотой 5 мГц, используя катушку с индуктивностью 1,5 мГн. Какова должна быть ёмкость конденсатора

Физика. Решите пожалуйста задачу

Электрическая цепь и её составные части (§ 33). Простейшая электрическая цепь Источники электрической энергии: ___ Провода Замыкающие / размыкающие … устройства: ___ Приёмники (потребители) электрической энергии: ___ Замкнутая электрическая цепь – … Схема – это… Электрический ток в металлах (§ 34) представляет собой ___ ___ ___ ___. Перечертите в тетрадь кристаллическую решётку металла и подпишите части изображения. Скорость (υ) движения электронов в проводнике под действием ЭП _______. ЭП распространяется по всей длине проводника со скоростью с = ___км/с – это скорость ___ в вакууме. Под υ распространения эл. тока в проводнике имеют в виду υ распространения ___ ___ по проводнику.

Перепишите в тетрадь оформление и решение задачи. Расстояние от Москвы до Курска 550 км. За какое время дойдёт электрический сигнал, посланный по проводам из Курска в Москву? Решите задачу (с оформлением). Электрический сигнал посланный из Санкт-Петербурга в Москву, дошёл за 2,5 мс (приставка «милли» 10-3). Чему равно расстояние между этими городами? (в конце урока, если останется время) Направление электрического тока (§ 36) Начертите в тетради рисунок, расположенный левее. Правильно ли указано стрелками направление тока в рамках на рисунках 57 и 58 (стр. 105 учебника)? Действие электрического тока (§ 35) Приведите примеры (из интернета, дополнительной литературы) на каждое из перечисленных ниже действий электрического тока (не менее трёх). световое магнитное тепловое механическое химическое физиологическое

Если скорость волны составляет 5 км / с, а частота колебаний равна 100 кГц, вычислите расстояние между двумя ближайшими точками продольной волны, лежа … щей в одном луче и колеблющейся в одной фазе.

Помоги решить контрольную по физике!

быстро плиз надо. в первом задании надо слова вставить а во втором ответить на вопросы 30б​

Определите выталкиваюшую силу действующую на тело объемом 10 см³ погруженную воду, в керосин, в ртуть ​

Физика решите задачу пж

На рисунке изображен график зависимости силы переменного тока от времени. a) Определите частоту колебаний b) Запишите уравнение изменения силы тока … от времени

2.1. Состав ядер

 

Протон представляет собой атом водорода, из которого удален единственный электрон. Эта частица наблюдалась уже в опытах Дж. Томсона (1907 г.), которому удалось измерить у нее отношение e/m. В 1919 году Э. Резерфорд обнаружил ядра атома водорода в продуктах расщепления ядер атомов многих элементов. Резерфорд назвал эту частицу протоном. Он высказал предположение, что протоны входят в состав всех атомных ядер.

Схема опытов Резерфорда представлена здесь.

Описание установки, с помощью которой удалось зарегистрировать нейтрон, можно посмотреть здесь.

«О строении атома и о том, как был открыт нейтрон»

В отличие от электронов, протоны и нейтроны подвержены действию специфических ядерных сил. Ядерные силы являются частным случаем самых интенсивных в природе сильных взаимодействий. За счет ядерных сил протоны и нейтроны могут соединяться друг с другом, образуя различные атомные ядра.

Свойства протона и нейтрона по отношению к сильным взаимодействиям совершенно одинаковы, чем, по-видимому, и объясняется близость их масс. Поэтому в ядерной физике часто используется термин нуклон, обозначающий любую частицу, входящую в состав ядра, – как протон, так и нейтрон. Можно сказать, что протон и нейтрон являются двумя состояниями одной и той же частицы – нуклона.

Атом электрически нейтрален. Поэтому число протонов в ядре атома должно равняться числу электронов в атомной оболочке, т.е. атомному номеру Z. Общее число нуклонов (т.е. протонов и нейтронов) в ядре обозначается через A и называется массовым числом. Числа Z и A полностью характеризуют состав ядра. По определению:

A = Z + N.

(2.1)

Для обозначения различных ядер обычно используется запись вида

Z X A, где X – химический символ, соответствующий элементу с данным Z. Например, выражение 4Ве9 обозначает ядро атома бериллия с Z = 4, A = 9, имеющее 4 протона и 5 нейтронов. Левый нижний индекс не является необходимым, поскольку атомный номер Z однозначно определяется названием элемента. Поэтому часто употребляется сокращенное обозначение типа Be9 (читается «бериллий девять»).

Ядра с одним и тем же Z и разными A называются изотопами. Например, у урана (Z = 92) есть изотопы

92U236, 92U238. Иногда употребляются термины изобары (для ядер с одинаковыми A и разными Z) и изотоны (для ядер с одинаковыми N и разными Z). Для обозначения атомов определенного изотопа используется термин нуклид.

Самым тяжелым из имеющихся в природе элементов является изотоп урана 92U238. Элементы с атомными номерами больше 92 называются трансурановыми. Все они получены искусственно в результате различных ядерных реакций.

По своим чисто ядерным свойствам различные изотопы, как правило, имеют мало общего.

Но в подавляющем большинстве случаев атомы различных изотопов обладают одинаковыми химическими и почти одинаковыми физическими свойствами, поскольку на структуру электронной оболочки атома ядро влияет практически только своим электрическим зарядом. Поэтому выделение какого-либо изотопа, например U235 из его собственной смеси с 92U238, является сложной технологической задачей, для решения которой используются небольшие различия в скоростях испарения, диффузии и некоторых других процессов, возникающие за счет различия масс изотопов.

Атомный номер

Z равен электрическому заряду ядра в единицах абсолютной величины заряда электрона. Электрический заряд является целочисленной величиной, строго сохраняющейся при любых (в том числе и при неэлектромагнитных) взаимодействиях. Совокупность имеющихся экспериментальных данных о взаимопревращениях атомных ядер и элементарных частиц показывает, что кроме закона сохранения электрического заряда существует аналогичный, строгий закон сохранения барионного заряда. Именно, каждой частице можно присвоить некоторое значение барионного заряда, причем алгебраическая сумма барионных зарядов всех частиц остается неизменной при каких угодно процессах.

Барионные заряды всех частиц целочисленные. Барионный заряд электрона и γ-кванта равен нулю, а барионные заряды протона и нейтрона равны единице. Поэтому массовое число А является барионным зарядом ядра. Закон сохранения барионного заряда обеспечивает стабильность атомных ядер. Например, этим законом запрещается выгодное энергетически и разрешенное всеми остальными законами сохранения превращение двух нейтронов ядра в пару легчайших частиц γ-квантов.

Атомные ядра могут существовать лишь в ограниченной области значений величин A, Z. Вне этой области, если соответствующее ядро и возникает, то оно мгновенно (т.е. за характерное ядерное время τ ≤ 10

−21с) либо распадается на более мелкие ядра, либо испускает протон или нейтрон. Внутри области возможного существования далеко не все ядра стабильны.

 

 
  

Известные к настоящему времени ядра нанесены на проточно-нейтронной диаграмме (рисунок 2.1). На ней плавными сплошными линиями обозначена теоретическая граница области возможного существования ядер. Экспериментальное установление этой границы затруднено тем, что при приближении к ней (изнутри) времена жизни ядер хотя и значительно превышают характерные (~10

−21с), но слишком малы для современной экспериментальной техники. Стабильные ядра образуют на протонно-нейтронной диаграмме дорожку стабильности.

Заслуживают упоминания следующие эмпирические факты и закономерности в отношении A и Z для стабильных ядер:

  1. Известны ядра со всеми значениями Z от 0 до 107 включительно (ядром с Z = 0, N = 1 является нейтрон). Не существует стабильных, т.е. не подверженных самопроизвольному радиоактивному распаду, ядер при Z = 0, 43, 61 и Z ≥ 84.
     
  2. Известны ядра со значениями A от 1 до 263 включительно. Не существует стабильных ядер при A = 5, 8 и при A ≥ 210.
     
  3. Свойства ядер существенно зависят от четности чисел Z и N. Это видно уже из того, что среди стабильных изотопов больше всего четно-четных (четные Z, N) и меньше всего нечетно-нечетных (нечетные Z, N), которых известно всего четыре: 1D2, 3Li6, 5B10 и 7N14.
     
  4. При малых A стабильные ядра содержат примерно одинаковое число протонов и нейтронов, а при увеличении A процентное содержание нейтронов возрастает.
     
  5. Большинство химических элементов имеет по нескольку изотопов. Рекорд здесь принадлежит олову (50Sn), обладающему десятью стабильными изотопами. С другой стороны, некоторые элементы, например Be, Na, Al, обладают только одним стабильным изотопом.
 

Массовое и зарядовое число — урок. Физика, 9 класс.

Зарядовое число

Согласно протонно-нейтронной модели строения атомного ядра, заряд ядра должен быть равен сумме зарядов всех протонов, которые входят в его состав. Так как заряд протона равен элементарному заряду, то можно считать, что:

 

q=eZ, где

 

\(q\) — заряд ядра,

\(e\) — элементарный заряд,

\(\)Z\(\) — количество протонов в ядре.

 

Количество протонов в ядре Z называется зарядовым числом атомного ядра.

Экспериментально было доказано, что число Z совпадает с порядковым номером химического элемента в Периодической системе Менделеева.

  

Обрати внимание!

Количество протонов в ядре атома совпадает с номером химического элемента в Периодической системе химических элементов и называется зарядовым числом (Z).

Массовое число

Количество нейтронов в ядре атома принято обозначать N. Тогда количество протонов и нейтронов в ядре атома можно вычислить как:

  

A=Z+N.

  

A — количество нуклонов в атоме называется массовым числом.

Химические свойства атома определяются зарядовым числом, так как это число указывает на номер атома в периодической системе, т. е. определяет, какой именно это химический элемент. Физические свойства атома могут быть разными в зависимости от массового числа. Действительно, экспериментально было доказано, что ядра одного и того же химического элемента могут обладать разными массами. Например, в природе существует несколько видов атомов водорода: водород, дейтерий и тритий. Масса дейтерия приблизительно в два, а трития — в три раза больше массы водорода.

Атомы одного и того же химического элемента, но с разными массами, называются изотопами.

Так как изотопы — это атомы одного и того же химического элемента, то зарядовое число у изотопов одинаковое, а массовые числа различные. Это означает, что ядра изотопов содержат одинаковое число протонов и разное количество нейтронов.

Изотопы принято обозначать:

  

 XZA, где

  

XZA — химический элемент,

A — массовое число,

Z — зарядовое число.

Пример:

h21 — водород, h22 — дейтерий, h23 — тритий.

Урок 27. строение атомного ядра — Физика — 11 класс

Физика, 11 класс

Урок 27. Строение атомного ядра

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) строение атомного ядра;

2) особенности ядерных сил;

3) дефект масс;

4) энергия связи атомных ядер;

5) удельная энергия связи.

Глоссарий по теме:

Протон – стабильная элементарная частица, ядро атома водорода.

Нейтрон – элементарная частица, не имеющая заряда.

Протонно-нейтронная модель ядра Гейзенберга-Иваненко: ядро любого атома состоит из положительно-заряжённых протонов и электронейтральных нейтронов.

Массовое число – сумма числа протонов Z и числа нейтронов N в ядре.

Нуклоны – протоны и нейтроны в составе атомного ядра.

Изотопы – разновидность данного химического элемента, различающиеся по массе атомных ядер, т. е. числом нейтронов.

Ядерные силы – это силы притяжения между нуклонами в ядре.

Дефект масс – разность масс нуклонов, составляющих ядро, и массы ядра

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Мякишев Г. Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М. Физика. 11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций. М.: Просвещение, 2014. С. 299-307.

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. М.: Дрофа, 2009.

Савельев И.В. Курс общей физики, Т.3. М.: Наука, 1987. С. 231-244.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

В 1919 году Резерфорд открыл протон при бомбардировке ядра атома азота α-частицами.

Это была первая ядерная реакция, проведённая человеком. Превращение одних атомных ядер в другие при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом называют ядерной реакцией.

Протон – стабильная элементарная частица, ядро атома водорода. Свойства протона:

или – символ протона.

Нейтрон был открыт в 1932 г. Д. Чедвиком при облучении бериллия α-частицами. Нейтрон — элементарная частица, не имеющая заряда. Свободный нейтрон, который находится вне атомного ядра, живёт 15 минут. Потом он превращается в протон, испуская электрон и нейтрино – безмассовую нейтральную частицу.

Свойства нейтрона:

– символ нейтрона

В 1932 году советский физик Д. Д. Иваненко и немецкий физик В. Гейзенберг выдвинули гипотезу о протонно-нейтронном строении ядра. Справедливость этой гипотезы была доказана экспериментально. Согласно этой модели ядра состоят из протонов и нейтронов. Так как атом не имеет заряда, т.е. электрически нейтрален, число протонов в ядре равно числу электронов в атомной оболочке. Значит, число протонов в ядре равно порядковому номеру химического элемента Z в периодической таблице Менделеева.

Сумму числа протонов Z и числа нейтронов N в ядре называют массовым числом и обозначают буквой А:

Ядерные частицы – протоны и нейтроны – называют нуклонами.

Радиус ядра находится по формуле:

Изотопы – разновидность данного химического элемента, различающиеся по массе атомных ядер, т. е. числом нейтронов.

Устойчивость ядер зависит от отношения числа нейтронов к числу протонов.

Ядерные силы – это силы притяжения между нуклонами в ядре. Это самые мощные силы в природе, их ещё называют «богатырь с короткими рукавами». Они относятся к сильным взаимодействиям.

Свойства ядерных сил:

1) это силы притяжения;

2) примерно в 100 раз больше кулоновских сил;

3) зарядовая независимость;

4) короткодействующие, проявляются на расстояниях порядка 10-12 -10-13 см;

5) взаимодействуют с конечным числом нуклонов.

Масса любого атомного ядра всегда меньше, чем масса составляющих его частиц:

Дефект масс — разность масс нуклонов, составляющих ядро, и массы ядра:

Энергия связи – это минимальная энергия, необходимая для полного расщепления ядра на отдельные частицы:

Удельная энергия связи – это полная энергия связи ядра, деленная на число нуклонов:

Это интересно…

Молодой физик Эрнест Резерфорд около ста лет назад разобрался в явлении ионизации газов только что открытыми радиоактивными веществами. В своих опытах в роли электроскопа, быстро разряжавшегося при ионизации воздуха, он использовал … шелковую кисточку. Резерфорд приводил её в рабочее состояние, поглаживая ее основания «теплым сухим кисетом» для табака. Вот это уровень экспериментальной техники всего лишь вековой давности!

Алхимикам не удалось преобразовать ядра атомов, т.е. из одного химического элемента получить другой, потому что энергия связи в ядрах (в расчете на одну частицу), примерно в миллион раз (!) превышает химическую энергию связи атомов между собой.

В 1915 году американский физик Уильям Харкино первым сделал предположение, что устойчивость атомных ядер обеспечивается энергией связи. Он также первым ввёл понятие «дефект масс».

Английский же ученый Фрэнсис Астон сконструировал масс-спектрограф. На нём он сделал точнейшие измерения. И в 1927 году построил кривую, которая описывает энергию связи. Более устойчивы к распаду и имеют большие значения энергии связи ядра атомов, которые содержат определенные, так называемые магические, числа протонов и нейтронов. В подмосковной Дубне был получен 114-й химический элемент при поисках таких стабильных ядер.

Примеры и разбор решения заданий

1. Заполните пропуски в таблице:

Химический элемент

Число

протонов

Число

нейтронов

Массовое число

Медь

35

64

Бор

5

11

Цинк

30

35

Решение:

Медь: N = 35, A = 64, Z = A – N, Z = 64 – 35 = 29;

Бор: Z = 5, A = 11, N = A – Z, N = 11 – 5 = 6;

Цинк: Z = 30, N = 35, A = Z + N, A = 30 + 35 = 65.

Ответ: медь: Z = 29; бор: N = 6; цинк: A = 65.

2. Соедините попарно элементы двух множеств:

Заряд частицы:

1) заряд протона;

2) заряд нейтрона;

3) заряд электрона.

Величина заряда:

1) 0;

2) 1,6 ∙ 10-19 Кл;

3) 2 ∙ 10-16 Кл;

4) — 1,6 ∙ 10-19 Кл.

Правильный вариант:

заряд протона = 1,6 ∙ 10-19 Кл;

заряд нейтрона = 0;

заряд электрона = — 1,6 ∙ 10-19 Кл.

Физики получили самый тяжелый изотоп кальция

O. B. Tarasov et al./ Physical Review Letters, 2018

Физики впервые синтезировали самый тяжелый на сегодняшний день изотоп кальция 60Ca, ядро которого содержит 20 протонов и 40 нейтронов. Также впервые были получены самые тяжелые изотопы для других элементов: фосфора, серы, хлора, аргона, калия и скандия. Полученные результаты подтвердили теоретические модели, которые существуют для границы стабильности атомных ядер. Это означает, что, вероятнее всего, для кальция возможно образование и более тяжелых ядер, вплоть до 70Ca, пишут ученые в Physical Review Letters.

Максимальное количество нейтронов в ядре каждого элемента, при котором это ядро будет жить хоть какое-то время, определяется силами, связывающими нуклоны между собой. Для описания устойчивых конфигураций атомных ядер существует несколько теоретических моделей, ни одна из которых на сегодняшний день не может однозначно определить границу нуклонной устойчивости. Самые устойчивые нуклонные конфигурации часто описываются с использованием магических чисел, которые соответствуют полностью заполненным оболочкам нейтронов или протонов.

Например, ядро кальция интересно тем, что число протонов в нем всегда магическое — 20, а при определенных числах нейтронов ядро кальция становится «дважды магическим». Для этого в ядре должно быть 20, 28, 32 или 34 нейтрона. Так, в природе чаще всего встречается изотоп кальция, который имеет массовое число 40 — с 20 протонами и 20 нейтронами, самый тяжелый из устойчивых изотопов кальция содержит 28 нейтронов. У радиоактивных изотопов кальция с коротким периодом полураспада, число нейтронов в ядре может быть и больше: например, существование устойчивых ядер предполагалось для ядер с 40 и 50 нейтронами, однако получить их экспериментально не удавалось.

Каждое открытие самых легких и самых тяжелых изотопов для отдельных элементов позволяет сместить границу нуклонной стабильности и подтвердить или опровергнуть существующие теоретические модели. Группа физиков из России, США, и Японии под руководством Олега Тарасова (O. B. Tarasov) из Университета штата Мичиган предложили новый метод синтеза тяжелых изотопов с большим количеством нейтронов. Для этого ученые облучали вращающуюся мишень из бериллия 9Be пучком ядер цинка 70Zn с энергией 345 электронвольт. Образующиеся при этом частицы фиксировались с помощью спектрометра для идентификации частиц.

Общая диаграмма зарегистрированных в ходе эксперимента ядер: по вертикальной оси приведен номер элемента, по горизонтальной — отношение массового числа к заряду ядра. Красной линией обозначена граница самых тяжелых изотопов до этого исследования

O. B. Tarasov et al./ Physical Review Letters, 2018

В результате ученым зарегистрировали восемь новых изотопов, которые не удавалось получить ранее. Все эти изотопы (фосфор 47P, сера 49S, хлор 52Cl, аргон 54Ar, калий 57K, кальций 59,60Ca и скандий 62Sc) оказались самыми тяжелыми из известных на сегодняшний день для своих элементов. Также было зарегистрировано одно ядро 59K, однако эти данные пока нельзя считать статистически значимыми. Самым важным из синтезированных ядер ученые называют именно изотоп кальция 60Ca, устойчивость которого косвенно подтверждает «магичность» числа нейтронов 40. Время жизни такого изотопа составляет несколько тысячных секунды.

По словам авторов работы, полученные результаты позволили подтвердить некоторые из теоретических моделей, которые предполагают, что для кальция возможно образование и более тяжелых ядер, вплоть до 70Ca.

Стоит отметить, что интерес вызывают не только изотопы с большим количеством нейтронов, но нейтрон-дефицитные ядра. Так, в 2015 году физикам удалось синтезировать сразу несколько изотопов, которые, наоборот, были самыми легкими из известных для урана, нептуния, берклия и америция. Эти ядерные структуры, которые находятся на границе нуклонной стабильности могут помочь в развитии теоретических моделей ядра атома.

Александр Дубов

(PDF) ABOUT THE OPPORTUNITY OF STARTING UP A REACTOR BY THE NEUTRON SOURCE PROVIDED BY THE SPACE RADIATION ON THE ORBIT

26 КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ № 1 (4)/2014

Алексеев П. А., Ехлаков И.А., Овчаренко М.К., Пышко А.П.

фициент размножения нейтронов; l — среднее

время жизни мгновенных нейтронов; l — по-

стоянная распада предшественников запазды-

вающих нейтронов; be — доля запаздывающих

нейтронов; S — интенсивность источника ней-

тронов.

При моделировании варьировалось зна-

чение эффективного коэффициента размно-

жения нейтронов реактора с учетом времени,

необходимого для изменения реактивности

рабочими органами системы регулирования.

Реактивность изменялась только за счет вра-

щения рабочих органов систем регулирова-

ния, обратные связи не учитывались. Для

конкретной ЯЭУ необходимо будет брать в

расчет регулировочные характеристики ор-

ганов системы управления, а также реактив-

ность, обусловленную изменением темпера-

туры активной зоны и др. (обратные связи).

В начальный момент времени реактор на-

ходился в подкритическом состоянии (СБ

введены, ПЦ расположены поглощающими

накладками к активной зоне). Далее выво-

дились СБ, и с помощью группы ПЦ изменя-

лась радиоактивность. Временные шаги и ве-

личина вводимой реактивности подбиралась

таким образом, чтобы реактор выходил на

мощность прогрева ~10 кВт менее чем за 1 ч.

При этом период удвоения мощности был не

менее 20 с. Мощности в несколько ватт реак-

тор достигал за время ~1 000 с, затем мощность

увеличивалась до 10 кВт за время ~2 000 с.

В обоих случаях (время начала пуска

t = 0 с и t = 3 000 с), как видно из рис. 5и 6, най-

денные алгоритмы управления позволяют за-

пустить реактор и достичь мощности прогрева

за приемлемое время, особенно с учетом спа-

дающего источника нейтронов.

Заключение

Показана возможность физического пус-

ка термоэмиссионного реактора-преобразо-

вателя космической ЯЭУ на орбите без спе-

циального источника нейтронов. Начальная

мощность реактора формируется за счет де-

лений, производимых нейтронами, в основ-

ном рожденными в протон-нейтронных ре-

акциях на ядрах бериллия в отражателе реак-

тора. При движении КА по орбите меняется

интенсивность потоков протонов космиче-

ского излучения, что также учитывалось

при моделировании пуска реактора. Дан-

ные, полученные через информационную

систему SPENVIS, позволили рассчитать на-

чальную мощность реактора, используя про-

граммный комплекс MCNPX. Моделирова-

ние процесса пуска показало, что найденные

алгоритмы управления позволяют запустить

реактор и достичь мощности прогрева за

приемлемое время, с учетом изменяющегося

во времени источника нейтронов.

Список литературы

1. Пупко В.Я., Макаренков Ю.Д., Ма-

рин С.Н. и др. Исследование некоторых воз-

можных аварий при пусковых режимах кос-

мической ЯЭУ // Вопросы атомной науки

и техники. Серия «Физика ядерных реакто-

ров». 1995. Вып. 4. С.77–81.

2. Волков Ю.В., Макаренков Ю.Д., Мат-

ков А.Г. Оценка возможности безаварийно-

го пуска космической ЯЭУ без пускового ис-

точника нейтронов // Вопросы атомной нау-

ки и техники. Серия «Физика ядреных реак-

торов». 1995. Вып. 4. С. 33–36.

3. Артюхов Г.Я., Астафьев В.В., Зелен-

цов С.Н. Подготовка датчиков мощности для

автоматического пуска реактора «Топаз» //

Труды отраслевой юбилейной конференции

«Ядерная энергетика в космосе». Обнинск,

ФЭИ. 1990. С. 354–356.

4. Johnson R.A., Morgan W. T., Roclin S.R.

Design, ground test and flight test of SNAP 10A, first

reactor in space // Nuclear engineering and design.

1967. № 5. P. 7–21.

5. Основы автоматического управления

ядерными космическими энергетическими

установками/Под ред. акад. Петрова Б.Н. М.:

«Машиностроение», 1974. 380 с.

6. Алексеев П.А., Ехлаков И.А. Исследова-

ние влияния космического излучения на фор-

мирование внешнего источника нейтронов в

КЯЭУ // Сборник аннотаций докладов XI на-

учно-технической конференции «Молодежь

в науке». Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВИИЭФ»,

2012. С. 7

7. Ярыгин В.И. Термоэлектричество и

термоэмиссия в космических ядерных энер-

гетических установках прямого преобразова-

ния. Современное состояние и перспективы.

Материалы научной конференции «Ядерная

энергетика в космосе–2005», Москва–По-

дольск, 1–3 марта 2005 г. // Сб. докл. В 3-х т.

М.: изд-во ФГУП НИКИЭТ, 2005. Т.1. С.21

8. Кузнецов В.А., Грязнов Г.М., Артюхов Г.Я

и др. Разработка и создание термоэмиссион-

ной ядерно-энергетической установки «То-

паз» // Атомная энергия. 1974. Т.36. Вып.6.

С. 450–456

9. Богуш И.П., Грязнов Г.М., Жаботинс-

кий Е.Е. и др. Космическая термоэмиссионная

ЯЭУ по программе «Топаз». Принципы кон-

струкции и режимы работы // Атомная Энер-

гия. 1991. Т. 70. Вып. 4. С. 211–214.

Изотопы бериллия — Isotopes of beryllium

Бериллий ( 4 Be) имеет 11 известных изотопов и 3 известных изомера , но только один из этих изотопов ( 9
Быть
) является стабильным и первичным нуклидом . Таким образом, бериллий считается моноизотопным элементом . Это также мононуклидный элемент , потому что другие его изотопы имеют такой короткий период полураспада, что ни один из них не является первичным, а их содержание очень низкое ( стандартный атомный вес 9,0122). Бериллий уникален как единственный моноизотопный элемент с четным числом протонов и нечетным числом нейтронов. Есть 25 других моноизотопных элементов, но все они имеют нечетные атомные номера и четные числа нейтронов.

Из 10 радиоизотопов бериллия наиболее стабильными являются 10
Быть
с периодом полураспада 1,39 миллиона лет и 7
Быть
с периодом полураспада 53,22 дня. Все другие радиоизотопы имеют период полураспада менее 15 секунд, в большинстве случаев менее 0,03 секунды. Наименее стабильный изотоп 16
Быть
с периодом полураспада 6,5 × 10 -22  секунды.

Нейтрон-протонное отношение 1: 1, наблюдаемое в стабильных изотопах многих легких элементов (вплоть до кислорода и в элементах с четным атомным номером до кальция ), предотвращается в бериллии из-за крайней нестабильности 8
Быть
в сторону альфа-распада , которому благоприятствуют из-за чрезвычайно плотного связывания 4
Он
ядра. Период полураспада при распаде 8
Быть
составляет всего 8,19 (37) × 10 −17  секунд.

Бериллий не имеет стабильного изотопа с 4 протонами и 6 нейтронами из-за очень большого несоответствия в нейтронно-протонном отношении для такого легкого элемента. Тем не менее этот изотоп, 10
Быть
, имеет период полураспада 1,39 миллиона лет, что указывает на необычную стабильность для легкого изотопа с таким большим дисбалансом нейтрон / протон. Тем не менее, другие возможные изотопы бериллия имеют еще более серьезные несоответствия в числах нейтронов и протонов и, следовательно, еще менее стабильны.

Наиболее 9
Быть
во Вселенной считается образованным в результате нуклеосинтеза космических лучей от расщепления космических лучей в период между Большим взрывом и образованием Солнечной системы. Изотопы 7
Быть
, с периодом полураспада 53,22 дня, и 10
Быть
оба являются космогенными нуклидами, потому что они образуются в Солнечной системе в недавнем масштабе времени в результате расщепления, например 14
C
. Эти два радиоизотопа бериллия в атмосфере отслеживают цикл солнечных пятен и солнечную активность, поскольку это влияет на магнитное поле, которое защищает Землю от космических лучей. Скорость, с которой недолговечные 7
Быть
передается с воздуха на землю, частично зависит от погоды. 7
Быть
Распад на Солнце — один из источников солнечных нейтрино и первый тип нейтрино , обнаруженный с помощью эксперимента Хоумстейка . Присутствие 7
Быть
в отложениях часто используется, чтобы установить, что они свежие, т. е. возраст менее 3–4 месяцев или около двух периодов полураспада 7
Быть
.

Скорость доставки 7
Быть
с воздуха на землю в Японии (источник М. Ямамото и др. , Journal of Environmental Radioactivity , 2006 г. , стр. 8 , 110–131)

Список изотопов

Нуклид
Z N Изотопная масса ( Да )
Период полураспада

[ ширина резонанса ]
Режим распада
Дочерний
изотоп
Спин и
паритет
Естественное изобилие (мольная доля)
Энергия возбуждения Нормальная пропорция Диапазон вариации
6
Быть
4 2 6. 019726 (6) 5,0 (3) × 10 −21  с
[0,092 (6) МэВ]		 2p 4
Он
0+
7
Быть
4 3 7.01692872 (8) 53,22 (6) д EC 7
Ли
3 / 2- След
8
Быть
4 4 8.00530510 (4) 8,19 (37) × 10 -17  с
[6,8 (17) эВ]		 α 4
Он
0+
9
Быть
4 5 9.01218307 (8) Стабильный 3 / 2- 1.0000
9м
Быть
14390,3 (17) кэВ 1,25 (10) × 10 −18  с 3 / 2-
10
Быть
4 6 10. 01353470 (9) 1,51 (4) × 10 6 лет β — 10
B
0+ След
11
Быть
4 7 11.02166108 (26) 13,76 (7) с β — (97,1%) 11
B
1/2 +
β — , α (2,9%) 7
Ли
11м
Быть
21158 (20) кэВ 9,3 (10) × 10 −22  с ЭТО 11
Быть
3 / 2-
12
Быть
4 8 12. 0269221 (2) 21,50 (4) мс β — (99,5%) 12
B
0+
β — , n (0,5%) 11
B
12м
Быть
2251 (1) кэВ 229 (8) нс ЭТО 12
Быть
0+
13
Быть
4 9 13.036135 (11) 1.0 (7) × 10 −21  с п 12
Быть
(1 / 2-)
14
Быть
4 10 14,04289 (14) 4,35 (17) мс β — , n (98%) 13
B
0+
β — (1,2%) 14
B
β — , 2n (0,8%) 12
B
15
Быть
4 11 15,05349 (18) 7,9 (27) × 10 −22  с
[0,575 МэВ]		 п 14
Быть
(5/2 +)
16
Быть
4 12 16. Имеет 4 нейтрона гало

Цепи распада

Большинство изотопов бериллия в капельных линиях протонов / нейтронов распадаются посредством бета-распада и / или комбинации бета-распада и альфа-распада или эмиссии нейтронов. Однако 7 Be распадается только за счет захвата электронов , что может быть связано с его необычно длинным периодом полураспада. Также аномален 8 Be, который распадается через альфа-распад до 4 He. Этот альфа-распад часто считается делением, что может объяснить его чрезвычайно короткий период полураспада.

Быть 4 5 → Неизвестный Ли 3 4 + ЧАС 1 1 Быть 4 6 → 5   zs Он 2 4 + 2 1 1 ЧАС Быть 4 7 + е — → 53,22   d Ли 3 7 Быть 4 8 → 67   в качестве 2 2 4 Он Быть 4 10 → 1,39   Ма B 5 10 + е — Быть 4 11 → 13,81   s B 5 11 + е — Быть 4 11 → 13,81   s Ли 3 7 + Он 2 4 + е — Быть 4 12 → 21,49   РС B 5 12 + е — Быть 4 12 → 21,49   РС B 5 11 + п 0 1 + е — Быть 4 13 → 2,7   zs Быть 4 12 + п 0 1 Быть 4 14 → 4. Ван, М .; Audi, G .; Кондев Ф.Г .; Хуанг, WJ; Naimi, S .; Сюй, X. (2017). «Оценка атомной массы AME2016 (II). Таблицы, графики и ссылки» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 030003-1–030003-442. DOI : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030003 . <img src=»https://en.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1×1″ alt=»» title=»»>

4.5: Элементы, определяемые их количеством протонов

Цели обучения

  • Определите атомный номер.
  • Определите массовое число.
  • Определите количество протонов, нейтронов и электронов в атоме.

Важно уметь отличать атомы одного элемента от атомов другого элемента. Элементы — это чистые вещества, из которых состоит вся остальная материя, поэтому каждому дается уникальное имя. Названия элементов также представлены уникальными одно- или двухбуквенными символами, такими как \ (\ ce {H} \) для водорода, \ (\ ce {C} \) для углерода или \ (\ ce {He } \) для гелия. Однако было бы сильнее, если бы эти имена можно было использовать для определения количества протонов и нейтронов в атомах. Вот где пригодятся атомный номер и массовое число.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Трудно найти качества, которые различаются между каждым элементом, и отличить один элемент от другого. Однако каждый элемент имеет уникальное количество протонов. Сера имеет 16 протонов, кремний — 14 протонов, а золото — 79 протонов. Изображения используются с разрешения (общественное достояние для серы и кремния, золото лицензировано CC-BY-SA-NC-ND; Alchemist-hp).

Атомный номер

Ученые различают разные элементы, подсчитывая количество протонов в ядре (Таблица \ (\ PageIndex {1} \)). Если в атоме есть только один протон, мы знаем, что это атом водорода. Атом с двумя протонами всегда является атомом гелия. Если ученые считают четыре протона в атоме, они знают, что это атом бериллия. Атом с тремя протонами — это атом лития, атом с пятью протонами — это атом бора, атом с шестью протонами — это атом углерода. . . список продолжается.

Поскольку атом одного элемента можно отличить от атома другого элемента по количеству протонов в его ядре, ученых всегда интересует это число и то, как это число отличается между разными элементами. Число протонов в атоме называется его атомным номером (\ (Z \)). Это число очень важно, потому что оно уникально для атомов данного элемента. Все атомы элемента имеют одинаковое количество протонов, и каждый элемент имеет разное количество протонов в своих атомах.Например, у всех атомов гелия есть два протона, и ни у каких других элементов нет атомов с двумя протонами.

Имя Протоны Нейтроны Электроны Атомный номер (Z) Массовое число (A)
Таблица \ (\ PageIndex {1} \): атомы первых шести элементов
Водород 1 0 1 1 1
Гелий 2 2 2 2 4
Литий 3 4 3 3 7
Бериллий 4 5 4 4 9
Бор 5 6 5 5 11
Углерод 6 6 6 6 12

Конечно, поскольку нейтральные атомы должны иметь по одному электрону на каждый протон, атомный номер элемента также говорит вам, сколько электронов находится в нейтральном атоме этого элемента. Например, атомный номер водорода равен 1. Это означает, что атом водорода имеет один протон и, если он нейтрален, еще один электрон. Золото, с другой стороны, имеет атомный номер 79, что означает, что атом золота имеет 79 протонов и, если он нейтрален, 79 электронов.

Нейтральные атомы

Атомы имеют нейтральный электрический заряд, потому что у них такое же количество отрицательных электронов, как и положительных протонов (Таблица \ (\ PageIndex {1} \)). Следовательно, атомный номер атома также говорит вам, сколько электронов имеет атом.{-27} \) килограмм, что является чрезвычайно малой массой. Нейтрон имеет немного большую массу, чем протон, но его масса также часто принимается равной одной атомной единице массы. Поскольку электроны практически не имеют массы, почти вся масса атома состоит из его протонов и нейтронов. Следовательно, общее количество протонов и нейтронов в атоме определяет его массу в атомных единицах массы (Таблица \ (\ PageIndex {1} \)).

Снова рассмотрим гелий. У большинства атомов гелия есть два нейтрона в дополнение к двум протонам.Следовательно, масса большинства атомов гелия равна 4 атомным единицам массы (\ (2 \: \ text {amu} \) для протонов + \ (2 \: \ text {amu} \) для нейтронов). Однако у некоторых атомов гелия больше или меньше двух нейтронов. Атомы с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов называются изотопами. Поскольку количество нейтронов может различаться для данного элемента, массовые числа различных атомов элемента также могут отличаться. Например, у некоторых атомов гелия есть три нейтрона вместо двух (они называются изотопами и подробно обсуждаются позже).

Как вы думаете, почему «массовое число» включает протоны и нейтроны, но не электроны? Вы знаете, что большая часть массы атома сосредоточена в его ядре. Масса атома зависит от количества протонов и нейтронов. Вы уже узнали, что масса электрона очень и очень мала по сравнению с массой протона или нейтрона (например, масса пенни по сравнению с массой шара для боулинга). Подсчет количества протонов и нейтронов говорит ученым об общей массе атома.

\ [\ text {массовое число} \: A = \ left (\ text {количество протонов} \ right) + \ left (\ text {количество нейтронов} \ right) \]

Массовое число атома очень легко вычислить, если вы знаете количество протонов и нейтронов в атоме.

Пример 4.5.1

Каково массовое число атома гелия, содержащего 2 нейтрона?

Решение

\ (\ left (\ text {число протонов} \ right) = 2 \) (Помните, что атом гелия всегда имеет 2 протона.)

\ (\ left (\ text {количество нейтронов} \ right) = 2 \)

\ (\ text {массовое число} = \ left (\ text {количество протонов} \ right) + \ left (\ text {количество нейтронов} \ right) \)

\ (\ text {массовое число} = 2 + 2 = 4 \)

Химический знак — это одно- или двухбуквенное обозначение элемента. Некоторые примеры химических символов: \ (\ ce {O} \) для кислорода, \ (\ ce {Zn} \) для цинка и \ (\ ce {Fe} \) для железа. Первая буква символа всегда заглавная.Если символ состоит из двух букв, вторая буква — строчная. Большинство элементов имеют символы, основанные на их английских названиях. Однако некоторые из элементов, которые были известны с древних времен, сохранили символы, основанные на их латинских названиях, как показано в Таблице \ (\ PageIndex {2} \).

Химический знак Имя Латинское имя
Таблица \ (\ PageIndex {2} \) : символы и латинские имена для элементов
\ (\ ce {Na} \) Натрий Натриум
\ (\ ce {K} \) Калий Калиум
\ (\ ce {Fe} \) Утюг Феррум
\ (\ ce {Cu} \) Медь Купрум
\ (\ ce {Ag} \) Серебро Аргентум
\ (\ ce {Sn} \) Олово Stannum
\ (\ ce {Sb} \) Сурьма Стибиум
\ (\ ce {Au} \) Золото Aurum
\ (\ ce {Pb} \) Свинец отвес

Сводка

  • Элементы — это чистые вещества, из которых состоит вся материя, поэтому каждому дается уникальное имя.
  • Названия элементов также представлены уникальными одно- или двухбуквенными символами.
  • Каждый элемент имеет уникальное количество протонов. Атомный номер элемента равен количеству протонов в ядрах любого из его атомов.
  • Массовое число атома — это сумма протонов и нейтронов в атоме.
  • Изотопы — это атомы одного элемента (одинаковое количество протонов), которые имеют разное количество нейтронов в своих атомных ядрах.

Материалы и авторство

Эта страница была создана на основе контента следующими участниками и отредактирована (тематически или всесторонне) командой разработчиков LibreTexts в соответствии со стилем, представлением и качеством платформы:

2.1 Электроны, протоны, нейтроны и атомы — Физическая геология

Вся материя, включая минеральные кристаллы, состоит из атомов, и все атомы состоят из трех основных частиц: протонов , нейтронов, и электронов . Как показано в Таблице 2.1, протоны заряжены положительно, нейтроны не заряжены, а электроны заряжены отрицательно. Отрицательный заряд одного электрона уравновешивает положительный заряд одного протона. И протоны, и нейтроны имеют массу 1, а электроны почти не имеют массы.

Таблица 2.1 Заряды и массы частиц в атомах
Элементарная частица Заряд Масса
Протон +1 1
нейтрон 0 1
Электрон -1 ~ 0

Элемент водород состоит из простейших атомов, каждый из которых состоит только из одного протона и одного электрона.Протон образует ядро, а электрон вращается вокруг него. У всех других элементов в ядре есть нейтроны, а также протоны, такие как гелий, как показано на рис. 2.2. Положительно заряженные протоны имеют тенденцию отталкиваться друг от друга, а нейтроны помогают удерживать ядро ​​вместе. Число протонов — это атомный номер , а число протонов плюс нейтроны — это атомная масса . Для водорода атомная масса равна 1, потому что есть один протон и нет нейтронов.Для гелия это 4: два протона и два нейтрона.

Для большинства из 16 легчайших элементов (до кислорода) количество нейтронов равно количеству протонов. Для большинства остальных элементов нейтронов больше, чем протонов, потому что дополнительные нейтроны необходимы, чтобы удерживать ядро ​​вместе, преодолевая взаимное отталкивание растущего числа протонов, сосредоточенных в очень маленьком пространстве. Например, в кремнии 14 протонов и 14 нейтронов. Его атомный номер 14, а атомная масса 28.Самый распространенный изотоп урана состоит из 92 протонов и 146 нейтронов. Его атомный номер 92, а атомная масса 238 (92 + 146).

Рис. 2.2 Изображение атома гелия.

Точка посередине — это ядро, а окружающее облако обозначает, где два электрона могут быть в любой момент. Чем темнее оттенок, тем больше вероятность, что там будет электрон. Ангстрем (Å) составляет 10 -10 м. Фемтометр (фм) 10 -15 м. Другими словами, электронное облако атома гелия примерно в 100 000 раз больше его ядра.

Электроны, вращающиеся вокруг ядра атома, расположены в оболочках, также известных как «энергетические уровни». Первая оболочка может содержать только два электрона, а следующая оболочка может содержать до восьми электронов. Последующие оболочки могут содержать больше электронов, но самая внешняя оболочка любого атома вмещает не более восьми электронов. Электроны в самой внешней оболочке играют важную роль в связи между атомами. Элементы, которые имеют полную внешнюю оболочку, инертны в том смысле, что они не вступают в реакцию с другими элементами с образованием соединений.Все они появляются в крайнем правом столбце периодической таблицы: гелий, неон, аргон и т. Д. Для элементов, не имеющих полной внешней оболочки, самые внешние электроны могут взаимодействовать с самыми внешними электронами соседних атомов, создавая химические связи. Конфигурации электронных оболочек 29 из первых 36 элементов перечислены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 Конфигурации электронных оболочек некоторых элементов до элемента 36 (инертные элементы с заполненными внешними оболочками выделены жирным шрифтом).
Число электронов в каждой оболочке
Элемент Обозначение Атомный № Первая Второй Третий Четвертый
Водород H 1 1
Гелий He 2 2
Литий Li 3 2 1
Бериллий Be 4 2 2
Бор B 5 2 3
Углерод С 6 2 4
Азот N 7 2 5
Кислород O 8 2 6
фтор F 9 2 7
Неон Ne 10 2 8
Натрий Na 11 2 8 1
Магний мг 12 2 8 2
Алюминий Al 13 2 8 3
Кремний Si 14 2 8 4
фосфор-П 15 2 8 5
сера S 16 2 8 6
Хлор Класс 17 2 8 7
Аргон Ар 18 2 8 8
Калий К 19 2 8 8 1
Кальций Ca 20 2 8 8 2
Скандий SC 21 2 8 9 2
Титан Ti 22 2 8 10 2
Ванадий В 23 2 8 11 2
Хром Cr 24 2 8 13 1
Марганец млн ​​ 25 2 8 13 2
Утюг Fe 26 2 8 14 2
.......
Селен SE 34 2 8 18 6
Бром рублей 35 2 8 18 7
Криптон Кр 36 2 8 18 8

Атрибуции

Рисунок 2.2
Helium Atom от Yzmo находится под CC-BY-SA-3.0

сколько нейтронов в бериллии

Сколько электронов на внешнем уровне? Постройте атом, чтобы подтвердить свои ответы. У этого атома _____ протонов, _____ нейтронов и _____ электронов. 1 десятилетие назад. Это щелочноземельный металл с атомным номером 4. Содержание земной коры: 2,8 частей на миллион по весу, 4,6 частей на миллион по молям. Бериллий имеет атомный номер 4, следовательно, имеет 4 протона и, следовательно, 4 электрона.Это означает, что Be2 + имеет 2 электрона. а. Брайан Л. Уровень 7. Незаряженный атом золота имеет атомный номер 79 и атомную массу 197. Основано на веб-квесте Build an Atom. Получено из-atom. Название: Бериллий Символ: Be Атомный номер: 4 Атомная масса: 9,012182 а.е.м. Точка плавления: 1278,0 ° C (1551,15 K, 2332,4 ° F) Точка кипения: 2970,0 ° C (3243,15 K, 5378,0 ° F) Число протонов / электронов: 4 Количество нейтронов: 5 Классификация: щелочноземельная кристаллическая структура: гексагональная плотность при 293 K: 1,8477 г / см 3 Цвет: серый Атомная структура (подсказка: атомная масса) 4.Ответить Сохранить. E- 11 электронов. а. Другой стабильный изотоп — это бериллий 10 с периодом полураспада 2700000 лет, и он должен содержать 6 нейтронов. Бериллий в естественном состоянии имеет электронную конфигурацию 1s2 2s2. Массовое число (наиболее стабильного изотопа) равно 9. Оба они имеют 4 протона и 4 электрона, но у Be-7 3 нейтрона, а у Be-10 6 нейтронов. Он используется в металлургии в качестве упрочняющего агента, а также во многих космических и ядерных приложениях. Находясь в ионном состоянии Be2 +, он теряет электроны в 2s оболочке и имеет конфигурацию 1s2.5. Бериллий имеет атомный номер 4 и атомную массу 9. Это металл серого стального цвета, довольно хрупкий при комнатной температуре. [Модель Бериллия] Модель атома неона, Проект модели атома, Модель Бора. Сколько нейтронов содержится в атоме бериллия? Подсчитайте количество протонов, нейтронов… Численность и изотопы. Используйте информацию, предоставленную для каждого элемента, чтобы нарисовать диаграммы модели Бора. 79..118..79. Тем не менее, этот изотоп 10 Be имеет период полураспада 1,39 миллиона лет, что указывает на необычную стабильность для легкого изотопа с таким большим дисбалансом нейтрон / протон.Это не происходит в природе, но производится в атомных реакторах. 5. Вместо того, чтобы рисовать отдельные протоны и нейтроны, вы можете просто пометить, сколько каждого из них находится в ядре (например, 13. Каждый атом состоит из нейтронов, протонов и электронов. Не допускается наличие стабильного изотопа бериллия с 4 протонами и 6 нейтронов из-за очень большого несоответствия нейтронно-протонного отношения для такого легкого элемента Бериллий 5 ответов c 0. Нарисуйте модель Бора бериллия Нарисуйте модель Бора активности хлора.N- 12 нейтронов Название Период Дата Диаграммы модели Бора. Бериллий — четвертый элемент в таблице Менделеева. Атомная масса бериллия равна 9, а его атомный номер 4. b. Ответьте на следующие дополнительные вопросы. Посетите [Модель Бора гелия] Модель Бора, Домашнее обучение, Домашнее обучение. Следовательно, бериллий будет иметь четыре протона, четыре нейтрона и два электрона. Бериллий, химический элемент, который является самым легким членом щелочноземельных металлов 2-й группы периодической таблицы. d. 9. Бериллий также используется в ядерных реакторах в качестве отражателя и поглотителя нейтронов, защиты и замедлителя.Актуальность. е. 2. Любимый ответ. Два изотопа бериллия — это Бе-7 и Бе-10. 1 Постройте модель Бериллия Постройте модель Бора разогрева активности хлора. c. Оцените количество нейтронов в нейтральном атоме бериллия. Сколько нейтронов содержится в атоме бериллия? Итак, есть (9-4) нейтронов …. или 5 нейтронов. Сколько нейтронов в бериллии? Атомная масса = атомный номер + количество нейтронов. Количество протонов и нейтронов осталось прежним — 4.

Дом престарелых Значение, Сливочно-лимонный соус для пасты, Лучшая ценность Age Of Sigmar, Чипсы, чипсы, Ипа китайский вьетнамский,

Массовое число | Химия для неосновных

Цели обучения

  • Определите массовое число.
  • Вычислите массовое число по количеству протонов и нейтронов.
  • Вычислить количество нейтронов при заданном атомном номере.

Как определить массу химического вещества?

Часто студенту необходимо взвесить химическое вещество для эксперимента. Если он или она использует часовое стекло (небольшой круглый предмет, который будет удерживать твердый химикат), сначала необходимо определить вес часового стекла. Затем в стекло добавляют твердое вещество и измеряют вес стекла и твердого вещества.Показание весов — это сумма стакана плюс химикат.

История определения атомной массы

В рамках своего исследования атомов Джон Дальтон определил ряд атомных масс элементов в начале 1800-х годов. Атомный вес был основой периодической таблицы, которую разработал Менделеев. Первоначально все атомные веса были основаны на сравнении с водородом, атомный вес которого равен единице. После открытия протона ученые предположили, что вес атома по существу равен весу протонов — электроны, как известно, почти ничего не вносят в атомный вес элемента.

Этот подход работал до тех пор, пока мы не научились определять количество протонов в элементе. Затем мы увидели, что атомный вес элемента часто вдвое превышает количество протонов (или больше). Открытие нейтрона дало недостающую часть картины. Атомная масса, как теперь известно, складывается из протонов и нейтронов в ядре.

Массовое число

Резерфорд показал, что подавляющая часть массы атома сосредоточена в его ядре, которое состоит из протонов и нейтронов. Массовое число определяется как общее количество протонов и нейтронов в атоме. Рассмотрим Таблицу ниже, которая показывает данные из первых шести элементов периодической таблицы.

Атомы первых шести элементов
Имя Обозначение Атомный номер Протоны Нейтроны Электроны Массовое число
Водород H 1 1 0 1 1
Гелий He 2 2 2 2 4
Литий Li 3 3 4 3 7
Бериллий Be 4 4 5 4 9
Бор B 5 5 6

5

 11
Углерод С 6 6

6

 6

12

Рассмотрим элемент гелий. Его атомный номер 2, значит, в его ядре два протона. Его ядро ​​также содержит два нейтрона. Поскольку 2 + 2 = 4, мы знаем, что массовое число атома гелия равно 4. Наконец, атом гелия также содержит два электрона, поскольку количество электронов должно быть равно количеству протонов. Этот пример может заставить вас поверить, что атомы имеют одинаковое количество протонов и нейтронов, но дальнейшее изучение приведенной выше таблицы покажет, что это не так. Литий, например, имеет три протона и четыре нейтрона, поэтому его массовое число равно 7.

Зная массовое число и атомный номер атома, вы можете определить количество нейтронов, присутствующих в этом атоме, путем вычитания.

Количество нейтронов = массовое число — атомный номер

Атомы элемента хрома (Cr) имеют атомный номер 24 и массовое число 52. Сколько нейтронов находится в ядре атома хрома? Чтобы определить это, вы должны вычесть, как показано:

52-24 = 28 нейтронов в атоме хрома

Состав любого атома можно проиллюстрировать сокращенными обозначениями с использованием атомного номера и массового числа. {52} _ {24} \ text {Cr} [/ latex].

Другой способ обозначить конкретный атом — написать массовое число атома после имени, разделенное дефисом. Вышеупомянутый атом можно было бы записать как хром-52.

Сводка

  • Массовое число определяется как общее количество протонов и нейтронов в атоме.
  • Количество нейтронов = массовое число — атомный номер.

Практика

Воспользуйтесь ссылкой ниже, чтобы ответить на следующие вопросы:

http: // education.jlab.org/qa/pen_number.html

  1. Какие данные в периодической таблице показывают количество протонов в атоме?
  2. Как определить количество нейтронов в атоме?
  3. Какое массовое число у атома?

Обзор

  1. Кто первым определил атомный вес элементов?
  2. На чем основывались первоначальные атомные веса?
  3. Почему расчеты, основанные на числе протонов, не годились для определения атомного веса?
  4. Атом олова имеет атомный номер 50 и массовое число 118. Сколько нейтронов присутствует в этом атоме?
  5. Каково массовое число атома кобальта, содержащего 27 протонов и 30 нейтронов?

Глоссарий

  • массовое число: Общее количество протонов и нейтронов в атоме.

Атомный номер 4 элемента Факты

Бериллий — это элемент, который имеет атомный номер 4 в периодической таблице. Это первый щелочноземельный металл, расположенный в верхней части второй колонки или группы периодической таблицы.Бериллий — относительно редкий элемент во Вселенной, а не металл, который большинство людей видели в чистом виде. Это хрупкое твердое вещество серо-стального цвета при комнатной температуре.

Быстрые факты: атомный номер 4

  • Название элемента: Бериллий
  • Символ элемента: Be
  • Атомный номер: 4
  • Атомный вес: 9.012
  • Классификация: Щелочноземельный металл
  • Фаза: Твердый металл
  • Внешний вид: Бело-серый металлик
  • Луи Николя Воклен (1798)

Факты об элементе для атомного номера 4

  • Элемент с атомным номером 4 — это бериллий, что означает, что каждый атом бериллия имеет 4 протона. У стабильного атома было бы 4 нейтрона и 4 электрона. Изменение количества нейтронов изменяет изотоп бериллия, а изменение количества электронов может образовывать ионы бериллия.
  • Знак атомного номера 4 — Be.
  • Элемент с атомным номером 4 был открыт Луи Николя Вокленом, который также открыл элемент хром. Воклен распознал этот элемент в изумрудах в 1797 году.
  • Бериллий — это элемент, содержащийся в драгоценных камнях берилла, включая изумруд, аквамарин и морганит.Название элемента происходит от драгоценного камня, так как Воклен использовал берилл в качестве исходного материала при очистке элемента.
  • Когда-то элемент назывался глюцин и имел символ элемента Gl, чтобы отразить сладкий вкус солей элемента. Хотя элемент сладкий на вкус, он токсичен, поэтому не ешьте его! Вдыхание бериллия может вызвать рак легких. Лекарства от бериллиевой болезни нет. Интересно, что не все, кто подвергается воздействию бериллия, реагируют на него.Существует генетический фактор риска, который вызывает у восприимчивых людей аллергическую воспалительную реакцию на ионы бериллия.
  • Бериллий — металл свинцово-серого цвета. Он жесткий, жесткий и немагнитный. Его модуль упругости примерно на треть выше, чем у стали.
  • Элемент с атомным номером 4 — один из самых легких металлов. Он имеет одну из самых высоких температур плавления среди легких металлов. Обладает исключительной теплопроводностью. Бериллий устойчив к окислению на воздухе, а также к концентрированной азотной кислоте.
  • Бериллий в природе встречается не в чистом виде, а в сочетании с другими элементами. Он относительно редко встречается в земной коре, его содержание составляет от 2 до 6 частей на миллион. Незначительные количества бериллия обнаруживаются в морской воде и воздухе, а в пресноводных потоках его немного выше.
  • Одно из применений элемента с атомным номером 4 — это производство бериллиевой меди. Это медь с добавлением небольшого количества бериллия, что делает сплав в шесть раз прочнее, чем он был бы в чистом виде.
  • Бериллий используется в рентгеновских трубках, потому что его низкий атомный вес означает, что он имеет низкое поглощение рентгеновских лучей.
  • Этот элемент является основным ингредиентом, из которого изготовлено зеркало космического телескопа НАСА Джеймса Уэбба. Бериллий представляет собой элемент военного интереса, поскольку бериллиевая фольга может быть использована в производстве ядерного оружия.
  • Бериллий используется в сотовых телефонах, камерах, аналитическом лабораторном оборудовании, а также в ручках точной настройки радиоприемников, радиолокационного оборудования, термостатов и лазеров.Это легирующая примесь p-типа в полупроводниках, что делает этот элемент критически важным для электроники. Оксид бериллия является отличным проводником тепла и электрическим изолятором. Жесткость и малый вес элемента делают его идеальным для динамиков. Однако стоимость и токсичность ограничивают его использование для акустических систем высокого класса.
  • Элемент № 4 в настоящее время производят три страны: США, Китай и Казахстан. Россия возвращается к производству бериллия после 20-летнего перерыва.Извлечь элемент из руды сложно из-за того, насколько легко он реагирует с кислородом. Обычно бериллий получают из берилла. Берилл спекают, нагревая его с фторсиликатом натрия и содой. Фторобериллат натрия от спекания реагирует с гидроксидом натрия с образованием гидроксида бериллия. Гидроксид бериллия превращается во фторид бериллия или хлорид бериллия, из которых металлический бериллий получают электролизом. В дополнение к методу спекания для получения гидроксида бериллия можно использовать метод плавления.

Источники

  • Хейнс, Уильям М., изд. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 14,48.
  • Meija, J .; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия . 88 (3): 265–91.
  • Вист, Роберт (1984). CRC, Справочник по химии и физике . Бока-Ратон, Флорида: Издательство Chemical Rubber Company.стр. E110.

Атомы и элементы

Атомы и элементы

Формирующие атомы

Когда протон и электрон сближаются, между ними возникает притяжение. Это просто электростатическое взаимодействие положительных и отрицательных зарядов, подобное притяжению между положительным и отрицательным полюсами магнитов. По мере приближения выделяется энергия. В конце концов протон и электрон сливаются, образуя нейтральный атом водорода.Электронное облако в водороде уменьшается в размере по сравнению с облаком свободных электронов из-за «притяжения» положительно заряженного ядра.

Мы можем проследить изменение энергии в процессе образования атома водорода по диаграмме координат реакции. Энергия уменьшается сверху вниз на диаграмме. Вначале мы видим полную энергию протона и электрона на бесконечном расстоянии. По мере приближения протона и электрона полная энергия системы уменьшается. Становится стабильнее.Наконец, образуется атом водорода. На каждый произведенный атом водорода 1,58 x 10 -18 джоулей энергии выделяется из системы в окружающую среду. Поскольку энергия выделяется из реакционной системы, изменение энергии является отрицательным числом.

Обычно мы обсуждаем изменения энергии для моля реагента или продукта. Изменение энергии на моль составляет -9,51 x 10 5 джоулей или -951 кДж.

Аналогично образованию гелия, существует полная энергия ядра гелия и 2 электронов на бесконечном расстоянии.По мере приближения выделяется энергия. Сначала один электрон присоединяется к ядру, образуя ион He + . Затем второй электрон складывается, образуя атом гелия.

Ниже приведена таблица, показывающая количество протонов, электронов и нейтронов для первых десяти атомов. Атомный номер (Z) совпадает с числом протонов в ядре. Число электронов в нейтральном атоме равно числу протонов в ядре. Количество нейтронов в ядре может различаться у разных изотопов.Сумма количества нейтронов и протонов в ядре составляет массовое число (A) и очень близко к общей массе атома. Жирным шрифтом выделено количество нейтронов, соответствующее наиболее распространенному изотопу элемента. Все атомы бериллия имеют в ядре 5 нейтронов, а все атомы фтора имеют 10 нейтронов. Большинство атомов водорода не имеют нейтронов, но изотоп дейтерия (H-2) имеет 1 нейтрон, а изотоп трития (H-3) имеет 2 нейтрона.

атом H He Ли Be Б К N О Факс Ne
# протоны 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
# электронов 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
# нейтроны 0 , 1,2 1, 2 3, 4 5 5, 6 6 , 7,8 7 , 8 8 , 9,10 10 10 , 11,12


Элементы

Элемент — это материал, состоящий только из одного типа атомов. Атомная масса — это масса в граммах 1 моля (6,02214 x 10 23 атомов) и равна массе ядра атома в атомных единицах массы или средней массе ядер всех изотопов атома. Масса электронов ничтожна.
атом H He Ли Be Б К N О Факс Ne
# протоны 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
# электронов 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
атомная масса 1.0079 4,0026 6,941 9.0122 10,811 12.011 14,007 15,999 18,998 20,180

Ядро бериллия включает 4 протона и 5 нейтронов и имеет мох 9,0122 а. е.м. Моль чистого бериллия имеет массу 9,0122 г или 9,0 с 2 значащими цифрами.

Бор имеет 2 изотопа. Самый распространенный изотоп, содержащий 80,1% всех атомов бора, 11, B или B-11, имеет массу 11.009305 а.е.м. Менее распространенный изотоп с концентрацией 19,9%, 10, B или B-10, имеет массу 10,012937 а.е.м. Атомная масса — это средневзвешенная величина. Таблица изотопов и их естественного содержания прилагается в виде файла pdf.

Атомная масса B = (0,801) (11,009305) + (0,199) (10,012937) = 10,811028 или 10,8 на 2 сигн. инжир.

Энергия ионизации и сродство к электрону

Для удаления электрона из нейтрального атома требуется энергия. Это энергия ионизации .Для водорода энергия, необходимая для отделения одного электрона от протона, составляет 951 кДж / моль. Чтобы удалить один электрон из гелия и образовать катион гелия, требуется почти вдвое больше. Катион — частица с положительным зарядом.

Добавление еще одного электрона к водороду высвобождает энергию сродства к электрону и образует анион или гидрид водорода. Анион — частица с отрицательным зарядом. Гелий не добавляет дополнительных электронов.

Заряд ядра в H или F уже уравновешен окружающими его электронами. Почему добавление к нему дополнительного электрона должно высвобождать больше энергии? Это связано с электронными орбиталями. Скоро увидим.

Назад Компас Индекс Таблицы Вступление Следующий

Как определить количество нейтронов, протонов и электронов для атомов, ионов и изотопов

Обновлено 9 марта 2020 г.

Рити Гупта

Рецензент: Lana Bandoim, B.S.

Когда вы пытаетесь определить количество нейтронов, протонов или электронов, которые имеют различные химические соединения, периодическая таблица станет вашим лучшим другом.Посмотрите, как использовать периодическую таблицу, а также ядерную нотацию, чтобы найти количество субатомных частиц, связанных с любым химическим веществом.

Чтение периодической таблицы

Периодическая таблица сообщает много того, что вам нужно знать о каждом элементе, включая количество электронов, протонов и нейтронов.

Взгляните на запись для углерода в периодической таблице (см. Раздел Ресурсы). Какую информацию дает вам запись о углероде?

1.Самый большой компонент — это химический символ для элемента. Для углерода это C.

2. Над символом находится атомный номер (Z), который равен количеству протонов в ядре и количеству электронов в электронном облаке (при условии, что атом нейтрален). Для углерода Z = 6.

3. Под символом указана атомная масса. Хотя это число представляет собой средневзвешенное значение масс всех изотопов элемента, округлив его до ближайшего целого числа, вы найдете массовое число наиболее распространенного изотопа.Для углерода массовое число (M) равно 12. Это число является суммой количества протонов и нейтронов.

Итак, вы знаете, что для нейтрального атома углерода число электронов равно шести, число протонов — шесть, но каково число нейтронов? Вы можете использовать массовое число, чтобы найти это. Просто возьмите M и вычтите Z. Для углерода это означает, что существует шесть нейтронов.

Определение числа субатомных частиц в ионах

Ионы образуются, когда атом либо теряет, либо приобретает электроны.Число в надстрочном индексе скажет вам величину этого изменения. Допустим, у вас есть Cl — . Сколько электронов, протонов и нейтронов у этого иона?

Процесс поиска этих значений очень похож на то, что было сделано выше. Однако теперь нужно учитывать тот факт, что атом не является нейтральным.

Из периодической таблицы Менделеева вы можете сказать, что хлор имеет 17 протонов и 18 нейтронов (обозначенных буквой M-Z или 35-17).

Учитывая, что суммарный заряд отрицательный, электронов должно быть больше, чем протонов.Вы можете использовать следующее уравнение:

Подсоединение 17 для протонов (p +) и -1 для заряда дает:

Таким образом, ион хлора имеет 18 электронов.

Определение числа субатомных частиц в изотопах

Изотопы — это формы одного и того же элемента с разным числом нейтронов. Число протонов не может быть изменено, поскольку, как только это число (Z) изменяется, меняется и элемент. Когда мы говорим об изотопах, часто может быть полезна ядерная нотация .

Используя ядерную нотацию, можно записать углерод-12 12 6 C.

Ядерная нотация сообщает вам три вещи:

1. Химический символ элемента (C для углерода в примере выше)

2. Массовое число или количество нейтронов и протонов в ядре является верхним индексом (12 в примере выше). Массовое число = # нейтронов + # протонов. Подсказка: это число, на которое следует обращать внимание при исследовании изотопов.

3. Атомный номер или количество протонов (Z) является нижним индексом. Для элемента это всегда одно и то же. (6 для углерода в примере выше).

Например, углерод-12 будет записан 12 6 C в ядерной нотации, а изотоп углерода-13 будет записан 13 6 C.

Related Posts

Leave A Comment