อะตอมของธาตุหนึ่งมีเลขอะตอมเท่ากับ 11 และเลขมวลเท่ากับ 23 จะเขียนเป็นสัญลักษณ์นิวเคลียร์ได้อย่างไร

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

เลขมวล (mass number, A), หรือ เลขมวลอะตอม หรือ เลขนิวคลีออน เป็นผลรวมของจำนวนโปรตอนและนิวตรอน (โปรตอนและนิวตรอนเรียกรวมกันว่านิวคลีออน) ในนิวเคลียสอะตอม เพราะโปรตอนและนิวตรอนต่างก็เป็นแบริออน เลขมวล A ก็คือเลขแบริออน B ของนิวเคลียสของอะตอมหรือไอออน เลขมวลจะต่างกันถ้าเป็นไอโซโทปที่ต่างกันของธาตุเคมี เลขมวลไม่เหมือนกับเลขอะตอม (Z) ที่แสดงถึงจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสและสามารถใช้ระบุบธาตุได้ ดังนั้นค่าที่ต่างกันระหว่างเลขมวลและเลขอะตอมจะบ่งบอกถึงจำนวนนิวตรอน (N) ในนิวเคลียส: N=A−Z[1]

เลขมวลจะถูกเขียนอยู่ด้านหลังหรือมุมบนด้านซ้ายของสัญลักษณ์ธาตุ เช่น ไอโซปโทปปกติของคาร์บอนคือ คาร์บอน-12 หรือ 12C ซึ่งมี 6 โปรตรอนและ 6 นิวตรอน สัญลักษณ์ไอโซปแบบเต็มรูปแบบจะมีเลขอะตอม (Z) ด้วยอยู่ด้านล่างซ้ายมือของสัญลักษณ์ธาตุ: 6C[2] ซึ่งวิธีนี้ไม่มีความจำเป็นนักจึงนิยมละเลขอะตอมไว้

ตัวอย่าง: การสลายในธรรมชาติของคาร์บอน-14จะแผ่รังสีเบต้า ด้วยวิธีนิวตรอนหนึ่งตัวถูกทำให้เปลี่ยนสถานะกลายเป็นโปรตอนกับการปล่อยพลังงานของอิเล็กตรอนและอนุภาคต้าน ดังนั้นเลขอะตอมจะเพิ่มขึ้น 1 (Z: 6→7) และเลขมวลมีค่าเท่าเดิม (A = 14) ขณะที่เลขนิวตรอนลดลง 1 (n: 8→7) [3] อะตอมผลลัพธ์เป็นอะตอมไนโตรเจน-14ซึ่งมี 7 โปรตอนและ 7 นิวตรอน:

ยูเรเนียม-238ปกติจะสลายให้รังสีแอลฟาซึ่งนิวเคลียสเสีย 2 นิวตรอนและ 2 โปรตรอนในรูปแบบของอนุภาคแอลฟา ดังนั้นเลขอะตอมและเลขนิวตรอนจะลดลงไป 2 (Z: 92→90, n: 146→144) ซึ่งเลขมวลจะลดไป 4 (A = 238→234) อะตอมผลลัพธ์เป็นอะตอมทอเรียม-234 และอนุภาคแอลฟา (2He2+) :[4]

อ้างอิง[แก้]

1. ↑ "How many protons, electrons and neutrons are in an atom of krypton, carbon, oxygen, neon, platnum, gold, etc...?". Thomas Jefferson National Accelerator Facility. สืบค้นเมื่อ 2008-08-27.
2. ↑ "Elemental Notation and Isotopes". Science Help Online. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2008-09-13. สืบค้นเมื่อ 2008-08-27.
3. ↑ Curran, Greg (2004). Homework Helpers. Career Press. pp. 78–79. ISBN 1564147215.
4. ↑ Suchocki, John. Conceptual Chemistry, 2007. Page 119.

_______จากการศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอม โดยมีข้อมูลต่างๆ จากการทดลองมาสนับสนุน สรุปได้ว่า อะตอมของธาตุต่างๆ จะประกอบด้วยอิเล็กตรอน โปรตอนและนิวตรอน (ยกเว้นอะตอมของธาตุไฮโดรเจน ที่ไม่มีนิวตรอน) ซึ่งมีจำนวนแตกต่างกันไป เลขที่แสดงจ้านวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอม เรียกว่าเลขอะตอม (atomic number, Z) เลขอะตอมจะเป็นค่าเฉพาะของธาตุ ธาตุชนิดเดียวกันจะมีเลขอะตอมเท่ากันเสมอ ซึ่งที่สภาวะปกติจะมีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากัน ส่วนเลขที่แสดงจำนวนผลบวกของโปรตอนและจำนวนนิวตรอน เราเรียกว่า เลขมวล (mass number, A) ซึ่งในนิวเคลียสของอะตอม เลขมวลจะมีค่าใกล้เคียงกับเลขของอะตอม โดยผลต่างของเลขมวลกับเลขของอะตอมจะเท่ากับจำนวนนิวตรอนโดยสามารถเขียนสัญลักษณ์นิวเคลียร์ได้ คือ

         เลขอะตอม คือ จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของแต่ละอะตอมของธาตุ ในอะตอมที่เป็นกลางจะมีจำนวนโปรตอนเท่ากับจ้านวนอิเล็กตรอน ดังนั้นเลขเชิงอะตอมจึงบอกจำนวนของอิเล็กตรอนของธาตุได้ด้วย เนื่องจากอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันมีค่าเลขเชิงอะตอมเท่ากันเสมอ เลขเชิงอะตอมจึงป็นเอกลักษณ์ของธาตุชนิดเดียวกัน เช่น เลขเชิงอะตอมของฟอสฟอรัสเท่ากับ 15 นั้นคือทุกๆ อะตอมที่เป็นกลางของฟอสฟอรัสจะมี 15 โปรตอน และมี 15 อิเล็กตรอน และกล่าวได้ว่าอะตอมใดๆ ในจักรวาลถ้ามี 15 โปรตอนแล้ว จะเรียกว่า “ฟอสฟอรัส” ทั้งสิ้น

          เลขมวล คือ ผลรวมของนิวตรอนและโปรตอนที่มีในนิวเคลียสของอะตอมของธาตุ นิวเคลียสในอะตอมอื่นๆ
ทั้งหมดจะมีทั้งโปรตอนและนิวตรอนอยู่ โดยทั่วไปแล้วเลขมวลหาได้ดังนี้
________เลขมวล = จำนวนโปรตอน + จำนวนนิวตรอน
______________ = เลขอะตอม + จำนวนนิวตรอน
______จำนวนนิวตรอนในอะตอม = เลขมวล – เลขอะตอม
เช่น  2311Na ธาตุโซเดียม มีจำนวนโปรตอน (Z) = 11
dddddddddddddddddd มีจำนวนนิวตรอน       = A – Z = 23 – 11 = 12
มีจำนวนอิเล็กตรอน    = 11 (เท่ากับจำนวนโปรตอน) _______________________

______ไอโซโทป (isotope) หมายถึง อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันที่มีเลขอะตอม (Z) เท่ากัน แต่เลขมวล (A) ไม่เท่ากัน ตัวอย่างเช่น อะตอมของไฮโดรเจนมีเลขมวลสามชนิดโดยแตกต่างกันที่จำนวนนิวตรอน ได้แก่
_________ไฮโดรเจน (Hydrogen) มี 1 โปรตอนและไม่มีนิวตรอน มีสัญลักษณ์ 11H
_________ดิวทีเรียม (Deuterium) มี 1 โปรตอนและมี 1 นิวตรอน มีสัญลักษณ์ 21H
_________ทริเทียม (Tritium)        มี 1 โปรตอนและมี 2 นิวตรอน มีสัญลักษณ์ 31H
___     สมบัติทางเคมีของธาตุถูกก้าหนดโดยจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนในอะตอม นิวตรอนไม่มีส่วนเกี่ยวข้องในการเปลี่ยนแปลงทางเคมีตามปกติ ดังนั้นไอโซโทปของธาตุเดียวกันจึงมีสมบัติทางเคมีเหมือนกันเกิดสารประกอบประเภทเดียวกันและมีความไวต่อปฏิกิริยาเคมีทำนอง

          ไอโซโทน (isotone) หมายถึง อะตอมของธาตุต่างชนิดกันที่มีจำนวนนิวตรอนเท่ากัน แต่จำนวนโปรตอน เลขอะตอมและเลขมวลไม่เท่ากัน เช่น  3919K  4020Ca มีนิวตรอนเท่ากัน คือ  20

          ไอโซบาร์ (isobar) หมายถึง อะตอมของธาตุต่างชนิดกันที่มีเลขมวลเท่ากันแต่เลขอะตอมต่างกัน เช่น 146C  147N

ที่มา : เอกสารประกอบการสอนรายวิชาเคมีประยุกต์ (02-411-105) วิทยาลัยเทคโนโลยีภาคตะวันออก ภาคฤดูร้อน
ปีการศึกษา 2554
ผู้สอน อ.วรวิทย์ จันทร์สุวรรณ e-mail :
คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร