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Todo núcleo atômico, exceto o hidrogênio, contém prótons e nêutrons. Os núcleos são muito pequenos para serem vistos, mesmo com um microscópio, e os núcleons (que é o termo genérico para prótons e nêutrons) são ainda menores. Isso permite contar o número de nêutrons, mas os cientistas ainda sabem quantos estão nos núcleos de cada isótopo de cada elemento. Como eles sabem? Eles usam técnicas como espectrometria de massa para medir a massa total dos átomos de um elemento em particular. Uma vez que eles conhecem a massa total, o resto é fácil.
A massa total de um átomo é a soma de todos os seus prótons, nêutrons e elétrons, mas os elétrons são tão leves que, para todos os efeitos práticos, não importam. Isso significa que a massa de um elemento é a soma das massas de seus núcleons. O número de prótons é o mesmo para cada átomo de um determinado elemento, e prótons e nêutrons têm a mesma massa, então tudo o que você precisa fazer é subtrair o número de prótons da massa atômica, medido em unidades de massa atômica (amu), e você fica com o número de nêutrons.
TL; DR (muito longo; não leu)
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A massa atômica é igual ao número de prótons mais o número de nêutrons, portanto, você encontra o número de nêutrons subtraindo o número de prótons (ou seja, o número atômico) da massa atômica (em unidades de massa atômica). Arredonde a massa atômica para o número inteiro mais próximo para encontrar o número de nêutrons no isótopo mais comum.
Use a tabela periódica
A tabela periódica lista todos os elementos aumentando o número de prótons; portanto, o local que um elemento ocupa na tabela informa automaticamente quantos prótons existem em seu núcleo. Este é o número atômico do elemento e é exibido logo abaixo do símbolo do elemento. Ao lado dele está outro número, que é a massa atômica. Esse número é sempre maior que o número atômico e geralmente contém uma fração, porque é uma média das massas atômicas de todos os isótopos naturais desse elemento. Você pode usá-lo para determinar o número médio de prótons no núcleo desse elemento.
O procedimento não poderia ser mais simples. Arredonde a massa atômica para o número inteiro mais próximo e subtraia o número atômico do elemento. A diferença é igual ao número de nêutrons.
Exemplo
1. Qual é o número de nêutrons, em média, no núcleo de urânio?
O urânio é o 92º elemento da tabela periódica, portanto, seu número atômico 92 e possui 92 prótons em seu núcleo. A tabela periódica lista a massa atômica como 238,039 amu. Arredonde a massa atômica para 238, subtraia o número atômico e você terá 146 nêutrons. O urânio possui um grande número de nêutrons em relação ao número de prótons, razão pela qual todos os seus isótopos são radioativos.
O número de nêutrons em um isótopo
O número de nêutrons no núcleo de um elemento em particular pode variar, e cada versão do elemento com seu número característico de nêutrons é conhecida como isótopo. Todos, exceto 20 elementos, têm mais de um isótopo, e alguns têm muitos. O estanho (Sn) encabeça a lista com dez isótopos, seguido pelo xenônio (Xe) com nove.
Cada isótopo de um elemento consiste em um número inteiro de prótons e nêutrons; portanto, sua massa atômica é a soma simples desses núcleons. A massa atômica para um isótopo nunca é fracionária. Os cientistas têm duas maneiras de denotar um isótopo. Tomando um isótopo de carbono como exemplo, você pode escrevê-lo como C-14 ou 14C. O número é a massa atômica. Subtraia o número atômico do elemento da massa atômica do isótopo e o resultado é o número de nêutrons no núcleo desse isótopo.
No caso do C-14, o número atômico de carbono é 6, então deve haver 8 nêutrons no núcleo. São dois a mais que o isótopo balanceado mais comum, o C-12. A massa extra torna o C-14 radioativo.