Protoner, neutroner och elektroner
Protoner, neutroner och elektroner är partiklarna som utgör atomen, som är den minsta delen av elementet. Dessa partiklar bestämmer egenskaperna och egenskaperna hos de kemiska elementen.
Protonerna och neutronerna koncentreras i atomkärnan, medan elektronerna fördelas i skorpan eller atomens periferi. En atom har samma antal elektroner och protoner, medan antalet neutroner är variabelt.
Därefter presenterar vi en jämförelsetabell mellan protoner, neutroner och elektroner.
| Proton | Neutron | Elektron | |
|---|---|---|---|
| Definition | Subatomär partikel med positiv laddning | Subatomär neutral laddningspartikel | Negativt laddad subatomär partikel |
| Ladda | Positiv +1 |
Neutral 0 |
Negativ -1 |
| Symbol | sid+ | n0 | och- |
| Plats i atomen | Kärna | Kärna | Perifera orbitaler |
| Massa (kg) | 1 673 x 10--27kg | 1675 x 10--27kg | 9109 x 10--31kg |
| Mass jämfört med proton (amu) | 1 | 1 | 0,0005 |
| Elementarpartikel | 3 kvarkar: 2 u och 1 d | 3 kvarkar: 2 d och 1 u | 1 lepton |
| Discoverer (år) | OCH. Rutherford (1911) | J. Chadwick (1931) | J.J. Thomson (1897) |
Vad är en proton?
Protoner är de positivt laddade partiklarna som finns i en atoms kärna. Varje atom i ett element har ett fast antal protoner, som bestämmer dess atomnummer, eller Z. Således har väte en proton och Z är lika med 1.
Protonens massa är 1,673 x 10-27 kg, vilket representerar 1 atommasseenhet eller amu (för dess akronym på engelska atommasseenhet).
År 1911 upptäckte Ernest Rutherford att kärnan i en atom var liten och positivt laddad, därav begreppet proton.
Protonen består av elementära partiklar som kallas kvark eller kvarkar: 2 kvarkar u (per upp= top) och 1 quartk d (by ner= ner).
Hur beräknar man en atons protoner?
Antalet protoner i en atom kan bestämmas utifrån dess atomnummer, vilket är positionsnumret på det periodiska systemet.
Till exempel har guld Au ett atomnummer = 79, vilket innebär att guld har 79 protoner i sin kärna.
Vad är en neutron?
Neutroner är de partiklar som finns i kärnan i en atom tillsammans med protoner. De betecknas med bokstaven n och de är neutralt laddade. Det enda elementet som inte har neutroner är väte.
Massan av neutroner är mycket lik den för protoner, så summan av massorna av protoner och neutroner bestämmer atommassan för ett element.
Atomer som har samma atomnummer, men olika antal neutroner kallas isotoper. Till exempel är deuterium en isotop av väte, som har en neutron och en proton i kärnan.
Den engelska fysikern James Chadwick upptäckte 1931 denna subatomära partikel, med en massa nära protonen, men med en neutral elektrisk laddning, varför det kallades en neutron.
Neutronen är sammansatt som protonen av kvarkar: 1 kvark u (av upp= top) och 2 quartk d (by ner= ner).
Hur beräknar man en atoms neutroner?
Vi kan beräkna antalet neutroner i en atom om vi känner till dess atommassa och dess atomnummer Z. Vi vet redan att atomnummer Z är antalet protoner och atommassan är summan av protoner och neutroner som en atom har.
Till exempel har syre en atommassa på 16 och Z är 8. Antalet protoner i syre är lika med atommassan minus Z:
16 - 8 = 8 neutroner
Vad är en elektron?
Elektroner är partiklarna i atomen som finns i molnet som omger kärnan. Medan protoner och neutroner är koncentrerade i kärnan, fördelas elektronerna i lager på utsidan.
Elektroner i atomens yttersta skal kan hoppa från en atom till en annan. Detta ger atomen en annan elektrisk laddning; till exempel, om en atom får en elektron, kommer dess laddning att vara negativ, medan om den förlorar en elektron, kommer laddningen att vara positiv.
Detta är vad som händer i joner, det vill säga en atom som vinner eller förlorar en eller flera elektroner. Till exempel har klor 17 elektroner, men det kan få en elektron att bli en Cl-kloranjon.-, med 18 elektroner och en negativ laddning.
Elektronen upptäcktes 1897 av J.J. Thomson, samma som atommodellen för "russinpudding".
Elektronen består av en elementär partikel som är leptonen.
Massan av en elektron är nästan 2000 gånger mindre än protonens och neutronens. Antag att en proton eller neutron var storleken på en bowlingboll på 10 pund, då skulle elektronen vara storleken på en liten marmor.
Därför är massan av elektroner i en atom försumbar vid beräkning av atommassan.
Hur man beräknar elektronerna i en atom?
Antalet elektroner i en neutral atom är lika med antalet protoner i den atomen. Au-guld har till exempel 79 protoner, därför kommer det att ha 79 elektroner.
Du kanske också är intresserad av att se:
- Katjoner och anjoner
- Atomer och molekyler.
Referenser
Myers, R.L. (2005) Fysikens grunder. Greenwood.
Peake, B.M. (1989) Upptäckten av elektronen, protonen och neutronen. J. Chemical Education 66: 738. DOI: 10.1021 / ed066p738
