Изотопи | Атомна структура и свойства | Химия за напреднали | Кан Академия

В други видеа сме говорили

за това, че с какъв вид елемент работим

е дефинирано от броя протони

в атомното ядро.

Например, всеки атом с тоно един протон

в ядрото си е, по определение, водород.

Всеки атом със шест протона в ядрото си е,

по определение, въглерод.

Всеки атом със 17 протона в ядрото си е,

по определение, хлор.

И тези числа, които заграждам в периодичната таблица на елементите,

са познати като атомен номер,

но това е просто броят протони в ядрото

на един атом от този елемент.

И това определя какъв вид елемент е това.

Но в това видео ще разровим малко по-надълбоко

и ще осъзнаем, че може да имаш различни версии

от един и същи елемент и тези версии, химично казано,

са познати като изотопи.

Как може да имаш различни версии от един и същи елемент,

ако броят протони определя какъв е този елемент?

Различните изотопи ще се получат

въз основа на броя неутрони, които имаш.

Например, има два стабилни изотопа на хлора.

Има една версия на хлора, позната като хлор-35.

Нека го запиша тук, хлор-35.

Понякога се записва така.

Всъщност, често се записва така, хлор-35

и това изотопно обозначение, което виждаш тук,

където имаме 35 горе вляво,

това 35 е сборът на протоните и неутроните

на тази версия, на този изотоп.

Това число 35 е масовото число на този изотоп на хлора.

Той има общо 35 протона и неутрона.

Колко неутрона има тази версия на хлора?

Ще има 17 протона.

17 протона и знам това, защото работим с хлора.

Колко неутрона ще има?

35 - 17 е 18 неутрона.

И има друга версия на хлора, която е стабилна,

и тя е хлор-37.

Колкко протона ще има тя?

Това е заблуждаващ въпрос.

По определение, това е хлор, ще има 17 протона.

Това ще има 17 протона,

но колко неутрона ще има?

Протоните плюс неутроните са 37,

така че 17 + 20 ще е 37.

Така че ще има 20 неутрона.

И това ще е записано като хлор-37.

Можеш да видиш, че това са две различни версии на хлора –

един и същи брой протони, което ги прави хлор,

но различен брой неутрони.

Можеш да си представиш, че тези версии

ще имат различни атомни маси,

но тук, в периодичната система на елементите, е описана

само една средна атомна маса

и ключовата дума тук е че това е средна атомна маса.

Тя е претеглената средна стойност на масите на видовете хлор,

стабилните видове хлор, които можеш да откриеш.

Например, в природата 75,77% от хлора

е хлор-35,

а оставащите 24,23% от хлора

са хлор-37.

Когато изчисляват средната атомна маса,

те взимат, или ти,

ако го изчисляваш, това ще е 75,77%

по атомната маса

на хлор-35 плюс –

и сега теглото тук ще е 24,23%

по атомната маса на хлор-37.

И ако направиш това изчисление ще получиш

това число тук, 35,45

унифицирани единици атомна маса.

Как откриваш атомната маса на хлор-35?

Може да ти се иска да кажеш, че тя е 35

унифицирани единици атомна маса и ще си близо,

понеже масата на един протон е близо до

една универсална единица атомна маса,

а масата на един неутрон е близо до

една универсална единица атомна маса,

а електроните има много, много,

много по-малка маса.

Можеш почти да ги сметнеш за пренебрежими

за целите на атомната маса.

И ще получиш атомна маса близо до 35.

Но се оказва малко различна,

понеже не само масите на всеки отделен протон и неутрон

са малко повече от една унифицирана

единица атомна маса,

но когато сложиш всички тези протони и електрони

заедно в ядрото, комбинираните им маси всъщност са

малко по-малки от отделните им маси,

ако просто ги събереш,

и това е познато като масов дефект.

И ако искаш да знаеш атомната маса на хлор-35,

можеш да погледнеш това в много таблици

и ще видиш, че е малко под

35 унифицирани единици атомна маса.