¿Cuál es el número de masa de un núcleo atómico? El número de masa es numéricamente igual a la suma de neutrones y protones del núcleo. Se denota con la letra A. El concepto de "número de masa" apareció debido al hecho de que la masa del núcleo se debe al número de partículas nucleares. ¿Cómo se relacionan la masa del núcleo y el número de partículas? Vamos a averiguarlo.
La estructura del átomo
Cualquier átomo consta de un núcleo y electrones. Excepto el átomo de hidrógeno, ya que tiene un solo electrón. El núcleo está cargado positivamente. La carga negativa es transportada por electrones. La carga de cada electrón se toma como -1. El átomo en su conjunto es eléctricamente neutro, es decir, no tiene carga. Esto significa que el número de partículas que llevan carga negativa, es decir, electrones, es igual a la carga positiva del núcleo. Por ejemplo, en un átomo de oxígeno, la carga nuclear es +8 y los electrones son 8, en un átomo de calcio, la carga nuclear es +20, los electrones son 20.
Estructura del núcleo
El núcleo consta de dos tipos de partículas: protones y neutrones. Los protones tienen carga positiva, los neutrones no tienen carga. Así, los protones dan carga al núcleo. La carga de cada protón se toma como +1. Es decir, ¿cuántos protonescontenida en el núcleo, tal será la carga de todo el núcleo. Por ejemplo, hay 6 protones en el núcleo de carbono, la carga nuclear es +6.
En el sistema periódico de elementos de Mendeleev, todos los elementos están dispuestos en orden creciente de carga nuclear. El hidrógeno tiene una carga nuclear de +1, se ubica primero; el helio tiene +2, es segundo en la tabla; el litio tiene +3, es el tercero y así sucesivamente. Es decir, la carga del núcleo corresponde al número ordinal (atómico) del elemento en la tabla.
En general, cualquier átomo es eléctricamente neutro. Esto significa que el número de electrones es igual a la carga del núcleo, es decir, el número de protones. Y dado que el número de protones determina el número atómico de un elemento, conociendo este número atómico, conocemos el número de electrones, el número de protones y la carga nuclear.
La masa de un átomo
La masa de un átomo (M) está determinada por la masa de sus partes constituyentes, es decir, los electrones y el núcleo. Los electrones son muy ligeros en comparación con el núcleo y casi no contribuyen a la masa de todo el átomo. Es decir, la masa de un átomo está determinada por la masa del núcleo. ¿Qué es un número de masa? La masa del núcleo está determinada por la cantidad de partículas que componen su composición: protones y neutrones. Así, el número de masa es la masa del núcleo, expresada no en unidades de masa (gramos), sino en el número de partículas. Por supuesto, se conoce la masa absoluta de los núcleos (m), expresada en gramos. Pero estos son números muy pequeños expresados en potencias negativas. Por ejemplo, la masa de un átomo de carbono es m(C)=1,99 ∙ 10-23 g. Usar tales números es inconveniente. Y si no hay necesidad de valores de masa absolutos, pero solo necesita compararmasas de elementos o partículas, luego use las masas relativas de los átomos (Ar), expresadas en amu. La masa relativa de un átomo se indica en la tabla periódica, por ejemplo, el nitrógeno tiene 14 007. La masa relativa de un átomo, redondeada a un número entero, es el número de masa del núcleo del elemento (A). Los números de masa son tales que son convenientes de usar: siempre son números enteros: 1, 2, 3, etc. Por ejemplo, el nitrógeno tiene 14, el carbono tiene 12. Se escriben con índice superior izquierdo, por ejemplo, 14N o 12C.
¿Cuándo necesitas saber el número de masa?
Conociendo el número de masa (A) y el número atómico de un elemento en el sistema periódico (Z), puedes determinar el número de neutrones. Para hacer esto, reste los protones del número de masa.
Conociendo el número de masa, puedes calcular la masa del núcleo o de todo el átomo. Dado que la masa del núcleo está determinada por la masa de las partículas que componen su composición, es igual al producto del número de estas partículas y la masa de estas partículas, es decir, el producto de la masa del neutrón y el número de masa. La masa de un neutrón es igual a la masa de un protón, en general se denotan como la masa de un nucleón (partícula nuclear).
M=A∙mN
Por ejemplo, calculemos la masa de un átomo de aluminio. Como se puede ver en el sistema periódico de elementos de Mendeleev, la masa atómica relativa del aluminio es 26, 992. Redondeando, obtenemos el número de masa del núcleo de aluminio 27. Es decir, su núcleo consta de 27 partículas. La masa de una partícula es un valor constante igual a 1.67 ∙ 10-24 g Entonces, la masa del núcleo de aluminio es: 27 ∙ 1.67 ∙ 10-24 r=4, 5 ∙ 10-23 r.
¿Cuál es el número de masa de núcleos de elementos que necesita saber al compilar reacciones de desintegración radiactiva o reacciones nucleares? Por ejemplo, la fisión de un núcleo de uranio 235U, capturando un neutrón 1n, produce núcleos de bario 141 Ba y criptón 92Kr, así como tres neutrones libres 1n. Al compilar tales reacciones, se usa la regla: la suma de los números de masa en los lados derecho e izquierdo de la ecuación no cambia. 235+1=92+141+3.
