МАСОВНИ БРОЈ: ШТА ЈЕ И КАКО ТО ДОБИТИ (СА ПРИМЕРИМА) - ФИЗИЧКИ - 2025

Број масс или масени број атома је збир броја протона и броја неутрона у језгру. Ове честице се наизменично означавају са именом нуклеона, па маса масе представља њихову количину.

Нека је Н број присутних неутрона, а З број протона, ако А зовемо масни број, тада:

А = Н + З

Слика 1. Радијус има масни број А = 226, распада се до радона са А = 222 и емитује хелијумско језгро А = 4. Извор: Викимедиа Цоммонс. ПерОКС

Примери масовних бројева

Ево неколико примера масовних бројева за познате елементе:

Водоник

Најстабилнији и најбогатији атом водоника је такође најједноставнији: 1 протона и један електрон. Како језгро водоника нема неутрона, тачно је да је А = З = 1.

Кисеоник

Језгро кисеоника има 8 неутрона и 8 протона, дакле А = 16.

Царбон

Живот на Земљи заснован је на хемији угљеника, атома светлости са 6 протона у свом језгру и 6 неутрона, па је А = 6 + 6 = 12.

Уранијум

Овај елемент, много тежи од претходних, добро је познат по својим радиоактивним својствима. Уранијумско језгро има 92 протона и 146 неутрона. Тада је његов масни број А = 92 + 146 = 238.

Како доћи до масовног броја?

Као што је претходно поменуто, масни број А елемента увек одговара зброју броја протона и броју неутрона који садржи његово језгро. То је такође читав број, али … да ли постоји неко правило у односу између две количине?

Да видимо: сви горе наведени елементи су лагани, осим уранијума. Атом водоника је, као што смо рекли, најједноставнији. Нема неутрона, бар у својој најбројнијој верзији, а у кисеонику и угљенику је једнак број протона и неутрона.

То се дешава и са другим светлосним елементима, као што је азот, још један врло важан гас за живот, који има 7 протона и 7 неутрона. Међутим, како језгро постаје сложеније и атоми постају тежи, број неутрона се повећава различитом брзином.

За разлику од светлосних елемената, уранијум са 92 протона има око 1 ½ пута већу количину неутрона: 1 ½ к 92 = 1,5 к 92 = 138.

Као што видите, поприлично је близу 146, по броју неутрона који има.

Слика 2. Кривуља стабилности. Извор: Ф. Запата.

Све је то видљиво на кривуљи на Слици 2. То је граф Н према З, познат као кривуља нуклеарне стабилности. Тамо можете видети како атоми светлости имају исти број протона као и неутрони, а како се од З = 20 повећава број неутрона.

На овај начин велики атом постаје стабилнији, јер вишак неутрона смањује електростатичко одбијање између протона.

Ознака атома

Веома корисна нота која брзо описује врсту атома је следећа: симбол елемента и одговарајући атомски и масни бројеви су записани као што је приказано испод на овом дијаграму:

Слика 3. Атомски запис. Извор: Ф. Запата.

У овој нотацији, атоми у претходним примерима били би:

Понекад се користи друга удобнија нотација, у којој се за означавање атома користе само симбол елемента и масни број, изостављајући атомски број. На овај начин се ¹² ₆ Ц пише једноставно као угљен-12, ¹⁶ ₈ О би био кисеоник-16, и тако даље за било који елемент.

Изотопи

Број протона у језгру одређује природу елемента. На пример, сваки атом чије језгро садржи 29 протона је атом бакра, без обзира на све.

Претпоставимо да бакарни атом из било ког разлога изгуби електрон, то је још увек бакар. Међутим, то је јонизовани атом.

Теже је да атомско језгро добије или изгуби протон, али у природи се може догодити. На пример, унутар звезда, тежи елементи се непрекидно формирају од лаких елемената, будући да се звјездана језгра понашају као фузијски реактор.

И управо овде на Земљи постоји феномен радиоактивног распада, у коме неки нестабилни атоми избацују нуклеоне и емитују енергију, претварајући се у друге елементе.

Коначно, постоји могућност да атом одређеног елемента има различит масни број, у овом случају то је изотоп.

Добар пример је добро познати угљеник-14 или радио-угљеник, који се користи за датирање археолошких објеката и као биохемијски трагач. То је исти угљеник, са идентичним хемијским својствима, али са два додатна неутрона.

Угљик-14 је мање обилан од угљеника-12, стабилног изотопа, а такође је и радиоактиван. То значи да током времена пропада, емитујући енергију и честице док не постане стабилан елемент, а то је у случају азот.

Изотопи угљеника

Угљен постоји у природи као смеша више изотопа од којих је најбогатији од поменутих ¹² ₆ Ц или угљеник-12. Поред угљеника-14 постоји и ¹³ ₆ Ц са додатним неутроном.

То је уобичајено у природи, на пример, од коситра је познато 10 стабилних изотопа. Супротно томе, од берилијума и натријума познат је само један изотоп.

Сваки изотоп, природан или вештачки, има различиту брзину трансформације. На исти начин могуће је створити вештачке изотопе у лабораторији, који су углавном нестабилни и радиоактивно пропадају у врло кратком фракцији секунде, док другима треба много дуже, онолико колико је старост Земље или дуже.

Табела природних изотопа угљеника

Изотопи угљеника	Атомски број З	Масовни број А	Заступљеност%
12 6 Ц	6	12	98.89
13 6 Ц	6	13	1.11
14 6 Ц	6	14	Трагови

Примери рада

- Пример 1

Која је разлика између ¹³ ₇ Н и ¹⁴ ₇ Н?

Одговорити

Оба су атоми азота, јер им је атомски број 7. Међутим, један од изотопа, онај са А = 13, има један мање неутрона, док је ¹⁴ ₇ Н најбројнији изотоп.

- Пример 2

Колико неутрона има у језгру атома живе, означено као ²⁰¹ ₈₀ Хг?

Одговорити

Пошто су А = 201 и З = 80, а такође знајући да:

А = З + Н

Н = А - З = 201 - 80 = 121

И закључено је да атом живе има 121 неутрон.

Референце

1. Цоннор, Н. Шта је нуклеон - структура атомског нуклеуса - дефиниција. Опоравак од: периодиц-табле.орг.
2. Книгхт, Р. 2017. Физика за научнике и инжењерство: стратешки приступ. Пеарсон.
3. Сеарс, Земански. 2016. Универзитетска физика са савременом физиком. 14тх. Ед. Том 2.
4. Типпенс, П. 2011. Физика: појмови и апликације. 7тх Едитион. МцГрав Хилл.
5. Википедиа. Масовни број. Опоравак од: ен.википедиа.орг.