KÜTLE NUMARASI: NEDIR VE NASIL ELDE EDILIR (ÖRNEKLERLE) - FIZIKSEL - 2025

Kütle numarası ya da kütle bir atom sayısı proton sayısı ve çekirdekteki nötron sayısına toplamıdır. Bu parçacıklar nükleon adıyla birbirinin yerine adlandırılır, bu nedenle kütle numarası bunların miktarını temsil eder.

N mevcut nötron sayısı ve Z proton sayısı olsun, kütle numarası olarak A'yı çağırırsak, o zaman:

A = N + Z

Şekil 1. Yarıçapın kütle numarası A = 226'dır, A = 222 ile radona bozunur ve A = 4 helyum çekirdeği yayar. Kaynak: Wikimedia Commons. PerOX

Kütle numarası örnekleri

İşte iyi bilinen öğeler için bazı kütle numarası örnekleri:

Hidrojen

En kararlı ve bol hidrojen atomu aynı zamanda en basit olanıdır: 1 proton ve bir elektron. Hidrojen çekirdeğinde nötron olmadığı için, A = Z = 1 olduğu doğrudur.

Oksijen

Bir oksijen çekirdeğinde 8 nötron ve 8 proton vardır, bu nedenle A = 16'dır.

Karbon

Yeryüzündeki yaşam, çekirdeğinde 6 proton artı 6 nötron bulunan hafif bir atom olan karbonun kimyasına dayanır, yani A = 6 + 6 = 12.

Uranyum

Daha öncekilerden çok daha ağır olan bu element radyoaktif özellikleriyle tanınır. Uranyum çekirdeğinde 92 proton ve 146 nötron vardır. O zaman kütle numarası A = 92 + 146 = 238'dir.

Kütle numarası nasıl alınır?

Daha önce belirtildiği gibi, bir elementin kütle numarası A her zaman proton sayısı ile çekirdeğinin içerdiği nötron sayısının toplamına karşılık gelir. Aynı zamanda bir tam sayıdır, ancak … iki miktar arasındaki ilişki ile ilgili herhangi bir kural var mı?

Bakalım: yukarıda bahsedilen tüm elementler uranyum hariç hafiftir. Hidrojen atomu, dediğimiz gibi, en basit olanıdır. En azından en bol haliyle nötron içermez ve oksijen ve karbonda eşit sayıda proton ve nötron vardır.

Aynı zamanda, 7 proton ve 7 nötron içeren yaşam için çok önemli bir başka gaz olan nitrojen gibi diğer hafif elementlerde de olur. Ancak çekirdek daha karmaşık hale geldikçe ve atomlar ağırlaştıkça nötron sayısı farklı bir oranda artar.

Hafif elementlerin aksine, 92 protonlu uranyumun nötron miktarının yaklaşık 1 ½ katı vardır: 1 ½ x 92 = 1.5 x 92 = 138.

Gördüğünüz gibi sahip olduğu nötron sayısı olan 146'ya oldukça yakın.

Şekil 2. Stabilite eğrisi. Kaynak: F. Zapata.

Bunların tümü, Şekil 2'deki eğride görülmektedir. Nükleer stabilite eğrisi olarak bilinen, N'ye karşı Z'nin bir grafiğidir. Burada, hafif atomların nötronlarla aynı sayıda protona sahip olduğunu ve Z = 20'den itibaren nötron sayısının nasıl arttığını görebilirsiniz.

Bu şekilde, büyük atom daha kararlı hale gelir çünkü nötronların fazlalığı, protonlar arasındaki elektrostatik itmeyi azaltır.

Atomlar için gösterim

Atom tipini hızlı bir şekilde tanımlayan çok kullanışlı bir gösterim şudur: elementin sembolü ve ilgili atom ve kütle numaraları bu diyagramda aşağıda gösterildiği gibi yazılmıştır:

Şekil 3. Atom notasyonu. Kaynak: F. Zapata.

Bu gösterimde, önceki örneklerdeki atomlar şöyle olacaktır:

Bazen, atom numarasını atlayarak atomu belirtmek için yalnızca elementin sembolünün ve kütle numarasının kullanıldığı daha rahat bir gösterim kullanılır. Bu şekilde, ¹² ₆ C basitçe karbon-12 olarak yazılır, ¹⁶ ₈ O oksijen-16 olur vb. Herhangi bir element için.

İzotoplar

Çekirdekteki proton sayısı elementin doğasını belirler. Örneğin, çekirdeği 29 proton içeren her atom, ne olursa olsun bir bakır atomudur.

Bir bakır atomunun herhangi bir nedenle bir elektron kaybettiğini varsayalım, o hala bakırdır. Ancak şimdi iyonize bir atomdur.

Bir atom çekirdeğinin bir proton kazanması veya kaybetmesi daha zordur, ancak doğada meydana gelebilir. Örneğin yıldız çekirdeği bir füzyon reaktörü gibi davrandığından, yıldızların içinde sürekli olarak hafif elementlerden daha ağır elementler oluşur.

Ve tam burada Dünya'da, bazı kararsız atomların nükleonları dışarı attığı ve enerji yayarak başka elementlere dönüştüğü radyoaktif bozunma olgusu var.

Son olarak, belirli bir elementin atomunun farklı bir kütle numarasına sahip olma olasılığı vardır, bu durumda bu bir izotoptur.

İyi bir örnek, arkeolojik nesneleri tarihlendirmek ve biyokimyasal bir izleyici olarak kullanılan, iyi bilinen karbon-14 veya radyokarbondur. Aynı kimyasal özelliklere sahip aynı karbon, ancak iki ekstra nötron var.

Karbon-14, kararlı izotop olan karbon-12'den daha az miktarda bulunur ve aynı zamanda radyoaktiftir. Bu, zamanla bozunur, enerji ve parçacıklar yayarak kararlı bir element haline gelinceye kadar ki bu da nitrojendir.

Karbon izotopları

Karbon, doğada, en bol olanı yukarıda bahsedilen ¹² ₆ C veya karbon-12 olan birkaç izotopun bir karışımı olarak bulunur . Ve karbon-14'e ek olarak, ek bir nötron ile ¹³ ₆ C vardır.

Bu doğada yaygındır, örneğin kalaydan 10 kararlı izotop bilinmektedir. Aksine, berilyum ve sodyumun yalnızca tek bir izotopu bilinmektedir.

Doğal veya yapay her izotop farklı bir dönüşüm oranına sahiptir. Aynı şekilde laboratuvarda, genellikle kararsız olan ve bir saniyenin çok kısa bir bölümünde radyoaktif olarak bozunan yapay izotoplar oluşturmak mümkündür, diğerleri ise Dünya'nın yaşı veya daha uzun olduğu sürece çok daha uzun sürer.

Doğal karbon izotop tablosu

Karbon izotopları	Atom numarası Z	Kütle numarası A	Bolluk%
12 6 C	6	12	98.89
13 6 C	6	13	1.11
14 6 C	6	14	İzler

Çalışılan Örnekler

- Örnek 1

¹³ ₇ N ile ¹⁴ ₇ N arasındaki fark nedir ?

cevap

Her ikisi de azot atomudur, çünkü atom numaraları 7'dir. Ancak, A = 13 olan izotoplardan birinde bir eksik nötron bulunurken, ¹⁴ ₇ N en çok bulunan izotoptur.

- Örnek 2

²⁰¹ ₈₀ Hg olarak gösterilen cıva atomunun çekirdeğinde kaç nötron vardır ?

cevap

A = 201 ve Z = 80 olduğundan ve bunu da bilerek:

A = Z + N

N = A - Z = 201 - 80 = 121

Ve cıva atomunun 121 nötron içerdiği sonucuna varıldı.

Referanslar

1. Connor, N. Nükleon Nedir - Atom Çekirdeğinin Yapısı - Tanım. Periyodik-table.org adresinden kurtarıldı.
2. Knight, R. 2017. Bilim Adamları ve Mühendislik için Fizik: Bir Strateji Yaklaşımı. Pearson.
3. Sears, Zemansky. 2016. Modern Fizikle Üniversite Fiziği. 14. Ed. Cilt 2.
4. Tippens, P. 2011. Fizik: Kavramlar ve Uygulamalar. 7. Baskı. McGraw Hill.
5. Vikipedi. Kütle Numarası. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı.