Protony, neutrony i elektrony

Protony, neutrony i elektrony to cząstki tworzące atom, który jest najmniejszą częścią pierwiastka. Cząstki te określają cechy i właściwości pierwiastków chemicznych.

Protony i neutrony są skoncentrowane w jądrze atomowym, podczas gdy elektrony są rozmieszczone w skorupie lub obrzeżu atomu. Atom ma taką samą liczbę elektronów i protonów, natomiast liczba neutronów jest zmienna.

obraz atomu litu z 3 elektronami, 3 protonami i 3 neutronami

Następnie przedstawiamy tabelę porównawczą protonów, neutronów i elektronów.

Proton	Neutron	Elektron
Definicja	Cząstka subatomowa o ładunku dodatnim	Subatomowe cząsteczki ładunku neutralnego	Ujemnie naładowana cząstka subatomowa
Załaduj	Pozytywny +1	Neutralny 0	Negatywny -1
Symbol	p⁺	nie⁰	i^-
Lokalizacja w atomie	Rdzeń	Rdzeń	Orbitale peryferyjne
Masa (kg)	1673 x 10-^-27kg	1675 x 10-^-27kg	9109 x 10^-31kg
Masa w porównaniu do protonu (amu)	1	1	0,0005
Cząstka elementarna	3 kwarki: 2 u i 1 d	3 kwarki: 2 d i 1 u	1 lepton
Odkrywca (rok)	I. Rutherforda (1911)	JOT. Chadwick (1931)	JJ Thomson (1897)

Co to jest proton?

Protony to dodatnio naładowane cząstki znajdujące się w jądrze atomu. Każdy atom pierwiastka ma ustaloną liczbę protonów, która określa jego liczbę atomową, czyli Z. Zatem wodór ma proton, a Z równa się 1.

instagram story viewer

Masa protonu wynosi 1,673 x 10^-27 kg, co oznacza 1 jednostkę masy atomowej lub amu (dla jego akronimu w języku angielskim jednostka masy atomowej).

W 1911 roku Ernest Rutherford odkrył, że jądro atomu jest małe i naładowane dodatnio, stąd koncepcja protonu.

Proton składa się z cząstek elementarnych zwanych kwarkami lub kwarki: 2 kwarki u (per w górę= góra) i 1 kwark d (by na dół= dół).

skład kwarkowy protonu — Schemat budowy kwarków protonu, z dwoma kwarkami „góra” (u) i jednym kwarkiem „dół” (d).

Jak obliczyć protony atomu?

Liczbę protonów w atomie można określić na podstawie jego liczby atomowej, która jest numerem pozycji w układzie okresowym pierwiastków.

Na przykład złoto Au ma liczbę atomową = 79, co oznacza, że złoto ma 79 protonów w swoim jądrze.

Czym jest neutron?

Neutrony to cząstki znajdujące się w jądrze atomu wraz z protonami. Są oznaczone literą nie i są naładowane neutralnie. Jedynym pierwiastkiem, który nie ma neutronów, jest wodór.

Masa neutronów jest bardzo podobna do masy protonów, więc suma mas protonów i neutronów określa masę atomową pierwiastka.

Atomy o tej samej liczbie atomowej, ale różnej liczbie neutronów nazywane są izotopami. Na przykład deuter jest izotopem wodoru, który ma neutron i proton w jądrze.

Angielski fizyk James Chadwick odkrył tę cząstkę subatomową w 1931 roku, o masie zbliżonej do protonu, ale o neutralnym ładunku elektrycznym, dlatego nazwano ją neutronem.

Neutron składa się jak proton z kwarków: 1 kwark u (by w górę= góra) i 2 kwarty d (by na dół= dół).

skład kwarków neutronów — Schemat budowy kwarków neutronu, z dwoma kwarkami „dolnymi” (d) i jednym „górnym” (u).

Jak obliczyć neutrony atomu?

Możemy obliczyć liczbę neutronów w atomie, jeśli znamy jego masę atomową i liczbę atomową Z. Wiemy już, że liczba atomowa Z to liczba protonów, a masa atomowa to suma protonów i neutronów, które posiada atom.

Na przykład tlen ma masę atomową 16, a Z wynosi 8. Liczba protonów w tlenie równa się masie atomowej minus Z:

16 - 8 = 8 neutronów

Czym jest elektron?

Elektrony to cząstki atomu znajdujące się w chmurze otaczającej jądro. Podczas gdy protony i neutrony są skoncentrowane w jądrze, elektrony są rozmieszczone warstwami na zewnątrz.

Elektrony w zewnętrznej powłoce atomu mogą przeskakiwać z jednego atomu na drugi. Daje to atomowi inny ładunek elektryczny; na przykład, jeśli atom zyska elektron, jego ładunek będzie ujemny, a jeśli straci elektron, ładunek będzie dodatni.

Tak dzieje się w jonach, czyli atomie, który zyskuje lub traci jeden lub więcej elektronów. Na przykład chlor ma 17 elektronów, ale może zyskać jeden elektron, aby stać się anionem chlorku Cl.^-, z 18 elektronami i ładunkiem ujemnym.

Elektron został odkryty w 1897 roku przez J.J. Thomson, to samo z atomowym modelem „budyniu z rodzynek”.

Elektron składa się z cząstki elementarnej, jaką jest lepton.

Masa elektronu jest prawie 2000 razy mniejsza niż masa protonu i neutronu. Załóżmy, że proton lub neutron miałby wielkość 10-funtowej kuli do kręgli, a elektron byłby wielkości małej kulki.

Dlatego masa elektronów w atomie jest pomijalna przy obliczaniu masy atomowej.

Jak obliczyć elektrony atomu?

Liczba elektronów w obojętnym atomie jest równa liczbie protonów w tym atomie. Na przykład złoto Au ma 79 protonów, więc będzie miało 79 elektronów.

Możesz być również zainteresowany zobaczeniem:

Kationy i aniony
Atomy i cząsteczki.

Bibliografia

Myers, RL (2005) Podstawy fizyki. Greenwood.

Peake, B.M. (1989) Odkrycie elektronu, protonu i neutronu. J. Chemical Education 66: 738. DOI: 10.1021 / ed066p738