Најважније из лекције
Атомски број (\(Z\)): Број протона у језгру (једнак броју електрона у неутралном атому): \(Z = N(p^+) = N(e^-)\). Одређује врсту елемента.
Масени број (\(A\)): Укупан број нуклеона (протона и неутрона): \(A = Z + N(n^0)\). Број неутрона се рачуна као \(N(n^0) = A - Z\).
Означавање: \(^A_Z\text{X}\) (нпр. \(^{12}_6\text{C}\) има \(6\,p^+\), \(6\,e^-\) и \(6\,n^0\)).
Изотопи: Атоми истог елемента са истим \(Z\), а различитим \(A\) (различит број неутрона). Пример: водоникови изотопи протијум (\(^1_1\text{H}\)), деутеријум (\(^2_1\text{H}\)) и трицијум (\(^3_1\text{H}\)).
Примена: Изотопи се користе у медицини (\(^{131}\text{I}\), \(^{51}\text{Cr}\)), енергетици (\(^{235}\text{U}\)), археологији и науци (\(^{14}\text{C}\), \(^{238}\text{U}\)).
Масени број (\(A\)): Укупан број нуклеона (протона и неутрона): \(A = Z + N(n^0)\). Број неутрона се рачуна као \(N(n^0) = A - Z\).
Означавање: \(^A_Z\text{X}\) (нпр. \(^{12}_6\text{C}\) има \(6\,p^+\), \(6\,e^-\) и \(6\,n^0\)).
Изотопи: Атоми истог елемента са истим \(Z\), а различитим \(A\) (различит број неутрона). Пример: водоникови изотопи протијум (\(^1_1\text{H}\)), деутеријум (\(^2_1\text{H}\)) и трицијум (\(^3_1\text{H}\)).
Примена: Изотопи се користе у медицини (\(^{131}\text{I}\), \(^{51}\text{Cr}\)), енергетици (\(^{235}\text{U}\)), археологији и науци (\(^{14}\text{C}\), \(^{238}\text{U}\)).
Атомски број (\(Z\)) представља број протона (\(p^+\)) у језгру атома. Пошто је атом електронеутрална честица, тај број је истовремено једнак и броју електрона (\(e^-\)) у електронском омотачу.
\[ Z = N(p^+) \]
\[ N(p^+) = N(e^-) \]
\(N(p^+)\) – број протона, \(N(e^-)\) – број електрона
Атомски број одређује врсту хемијског елемента. Сви атоми истог хемијског елемента имају исти број протона, односно исти атомски број.
Сви атоми кисеоника (\(\text{O}\)) имају \(8\) протона у језгру, па је атомски број кисеоника \(Z = 8\). То значи да неутралан атом кисеоника има и \(8\) електрона у омотачу.
Атом азота има атомски број \(Z = 7\). Колико протона и електрона садржи овај атом?
Пошто је \(Z = N(p^+) = N(e^-)\), атом азота садржи \(7\) протона у језгру и \(7\) електрона у електронском омотачу.
Масени број (\(A\)) представља укупан збир броја протона и броја неутрона (укупан број нуклеона) у језгру атома.
\[ A = N(p^+) + N(n^0) = Z + N(n^0) \]
\[ N(n^0) = A - Z \]
\(N(n^0)\) – број неутрона, \(A\) – масени број, \(Z\) – атомски број
Атомски и масени број се записују испред хемијског симбола елемента:
\[ ^A_Z\text{X} \]
где је \(\text{X}\) симбол хемијског елемента, \(A\) масени број (горе лево), а \(Z\) атомски број (доле лево).
За атом литијума \(^7_3\text{Li}\):
Атомски број је \(Z = 3\), што значи \(N(p^+) = 3\) и \(N(e^-) = 3\).
Масени број је \(A = 7\).
Број неутрона: \(N(n^0) = A - Z = 7 - 3 = 4\).
Атомски број је \(Z = 3\), што значи \(N(p^+) = 3\) и \(N(e^-) = 3\).
Масени број је \(A = 7\).
Број неутрона: \(N(n^0) = A - Z = 7 - 3 = 4\).
Атом алуминијума има масени број \(27\) и садржи \(13\) протона. Одреди број неутрона у језгру.
\(N(n^0) = A - N(p^+) = 27 - 13 = 14\).
Језгро атома алуминијума садржи \(14\) неутрона.
Језгро атома алуминијума садржи \(14\) неутрона.
Изотопи су атоми истог хемијског елемента који имају исти број протона (исти атомски број \(Z\)), а различит број неутрона (различит масени број \(A\)).
Реч изотоп потиче од грчких речи isos (исто) и topos (место), јер заузимају исто место у Периодном систему елемената.
Најједноставнији хемијски елемент, водоник, има три изотопа:
| Ознака изотопа | Назив | \(Z\) | \(A\) | \(N(p^+)\) | \(N(e^-)\) | \(N(n^0)\) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| \(^1_1\text{H}\) | протијум | \(1\) | \(1\) | \(1\) | \(1\) | \(0\) |
| \(^2_1\text{H}\) | деутеријум | \(1\) | \(2\) | \(1\) | \(1\) | \(1\) |
| \(^3_1\text{H}\) | трицијум | \(1\) | \(3\) | \(1\) | \(1\) | \(2\) |
Да ли су атоми \(^{12}_6\text{C}\) и \(^{14}_6\text{C}\) изотопи? Обраложити одговор.
Јесу. Оба атома припадају истом елементу (угљенику) и имају исти атомски број (\(Z = 6\), тј. \(6\) протона), али имају различите масене бројеве (\(A = 12\) и \(A = 14\)), што значи да имају различит број неутрона (\(6\) и \(8\)).
Изотопи се деле на стабилне и нестабилне (радиоактивне). Нестабилни изотопи се спонтано разлажу уз ослобађање енергије у виду радиоактивног зрачења (појава радиоактивности).
Значајне примене изотопа:
- Медицина: Радиоактивни изотоп јода \(^{131}\text{I}\) користи се за дијагностику и лечење карцинома штитасте жлезде; изотоп хрома \(^{51}\text{Cr}\) користи се за означавање еритроцита.
- Енергетика: Изотопи уранијума (\(^{235}\text{U}\), \(^{238}\text{U}\)) и плутонијума користе се као гориво у нуклеарним електранама.
- Наука и археологија: Изотоп угљеника \(^{14}\text{C}\) користи се за проучавање фотосинтезе и одређивање старости органских налаза; изотоп \(^{238}\text{U}\) користи се за одређивање старости фосила и стена.
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак):
Одреди број протона, електрона и неутрона за атом натријума \(^{23}_{11}\text{Na}\).
Из ознаке \(^{23}_{11}\text{Na}\) видимо да је \(Z = 11\) и \(A = 23\):
• Број протона: \(N(p^+) = Z = 11\)
• Број електрона: \(N(e^-) = Z = 11\)
• Број неутрона: \(N(n^0) = A - Z = 23 - 11 = 12\)
• Број протона: \(N(p^+) = Z = 11\)
• Број електрона: \(N(e^-) = Z = 11\)
• Број неутрона: \(N(n^0) = A - Z = 23 - 11 = 12\)
Задатак 2 (средњи):
Атом сумпора има \(32\) нуклеона (масени број \(A = 32\)) и \(16\) електрона у омотачу. Одредити атомски број сумпора, као и број протона и неутрона у његовом језгру.
Пошто је атом електронеутралан:
• Број протона је једнак броју електрона: \(N(p^+) = N(e^-) = 16\)
• Атомски број је: \(Z = 16\)
• Број неутрона је: \(N(n^0) = A - Z = 32 - 16 = 16\)
• Број протона је једнак броју електрона: \(N(p^+) = N(e^-) = 16\)
• Атомски број је: \(Z = 16\)
• Број неутрона је: \(N(n^0) = A - Z = 32 - 16 = 16\)
Задатак 3 (средњи):
Који изотоп водоника нема неутроне у свом језгру? Напиши његов хемијски запис и назив.
То је обичан водоник – протијум.
Његова ознака је \(^1_1\text{H}\) јер има \(Z = 1\) и \(A = 1\), па је број неутрона: \[ N(n^0) = A - Z = 1 - 1 = 0 \]
Његова ознака је \(^1_1\text{H}\) јер има \(Z = 1\) и \(A = 1\), па је број неутрона: \[ N(n^0) = A - Z = 1 - 1 = 0 \]
Задатак 4 (тежак):
Језгро атома брома садржи \(45\) неутрона, а његов масени број је \(80\). Напиши ознаку овог атома у облику \(^A_Z\text{X}\) и одреди састав његовог атома (број \(p^+\), \(e^-\) и \(n^0\)).
Дато је: \(A = 80\), \(N(n^0) = 45\).
1. Израчунавамо атомски број: \[ Z = A - N(n^0) = 80 - 45 = 35 \] 2. Састав атома брома (\(\text{Br}\)):
• Број протона: \(N(p^+) = 35\)
• Број електрона: \(N(e^-) = 35\)
• Број неутрона: \(N(n^0) = 45\)
3. Ознака: \(^{80}_{35}\text{Br}\)
1. Израчунавамо атомски број: \[ Z = A - N(n^0) = 80 - 45 = 35 \] 2. Састав атома брома (\(\text{Br}\)):
• Број протона: \(N(p^+) = 35\)
• Број електрона: \(N(e^-) = 35\)
• Број неутрона: \(N(n^0) = 45\)
3. Ознака: \(^{80}_{35}\text{Br}\)
