Số khối hay số hạt, (ký hiệu A, từ tiếng Đức Atomgewicht nghĩa là khối lượng nguyên tử),[1] còn được gọi là số nucleon, là tổng số proton và neutron (gọi chung là nucleon) trong một hạt nhân nguyên tử. Nó gần bằng khối lượng nguyên tử (còn gọi là đồng vị) của nguyên tử được biểu thị bằng đơn vị khối lượng nguyên tử. Vì proton và neutron đều là baryon nên số khối A giống với số baryon B của hạt nhân (và của cả nguyên tử hoặc ion). Số khối là khác nhau đối với mỗi đồng vị khác nhau của một nguyên tố hóa học. Do đó, hiệu giữa số khối và số nguyên tử Z là số nơtron (N) trong một hạt nhân nhất định: N = AZ, hay A = Z + N[2]

Số khối được viết sau tên nguyên tố hoặc dưới dạng ký tự trên bên trái ký hiệu của nguyên tố. Ví dụ, đồng vị phổ biến nhất của cacbon là cacbon-12, hoặc 12C, có 6 proton và 6 neutron. Ký hiệu đồng vị đầy đủ cũng sẽ có số nguyên tử (Z) dưới dạng chỉ số con ở bên trái của ký hiệu nguyên tố ngay bên dưới số khối:

6

12

C

{\displaystyle {}_{6}^{12}\mathrm {C} }

{}_{6}^{12}\mathrm{C}.[3]

Sự biến hóa số khối trong phân rã phóng xạ.

Các loại phân rã phóng xạ khác nhau được đặc trưng bởi sự thay đổi của chúng về số khối cũng như số nguyên tử, theo định luật dịch chuyển phóng xạ của Fajans và Soddy. Ví dụ, uranium-238 thường bị phân rã bởi phân rã alpha, trong đó hạt nhân mất đi hai neutron và hai proton dưới dạng một hạt alpha. Như vậy số hiệu nguyên tử và số nơtron mỗi loại giảm đi 2 (Z : 92 → 90, N : 146 → 144), do đó số khối giảm 4 (A = 238 → 234); kết quả là một nguyên tử thori-234 và một hạt alpha (

2

4

H
e

{\displaystyle {}_{2}^{4}\mathrm {He} }

{\displaystyle {}_{2}^{4}\mathrm {He} }):[4]

238
92

U

 

→ 

234
90

Th

 

4
2

He

2+

Mặt khác, carbon-14 bị phân rã với phân rã beta, theo đó một nơtron được biến đổi thành một proton với sự phát xạ của một điện tử và một phản neutrino. Như vậy số hiệu nguyên tử tăng 1 (Z : 6 → 7) và giữ nguyên số khối (A = 14), còn số nơtron giảm 1 (N : 8 → 7).[5] Nguyên tử tạo thành là nitơ-14, với bảy proton và bảy neutron:

14
6

C

 

→ 

14
7

N

 

e

 

ν

e

Sự phân rã beta hoàn toàn có thể xảy ra chính do những isobar [ 6 ] có sự độc lạ về khối lượng theo thứ tự của một vài khối lượng điện tử. Nếu hoàn toàn có thể, một nuclide sẽ trải qua quy trình phân rã beta thành một isobar liền kề có khối lượng thấp hơn. Trong trường hợp không có những chính sách phân rã khác, một dòng phân rã beta kết thúc tại isobar có khối lượng nguyên tử thấp nhất .Một dạng phân rã phóng xạ khác mà không biến hóa số khối là phát xạ tia gamma từ đồng phân hạt nhân hoặc trạng thái kích thích siêu bền của hạt nhân nguyên tử. Vì toàn bộ những proton và nơtron không đổi khác trong hạt nhân trong quy trình này, nên số khối cũng không đổi .

Số khối và khối lượng đồng vị.

Số khối được cho phép ước tính khối lượng đồng vị đo bằng đơn vị chức năng khối lượng nguyên tử ( u ). Đối với 12C, khối lượng đồng vị đúng chuẩn là 12, vì đơn vị chức năng khối lượng nguyên tử được xác lập là 1/12 khối lượng của 12C. Đối với những đồng vị khác, khối lượng của đồng vị thường nằm trong khoảng chừng 0,1 u so với số khối. Ví dụ, 35C l ( 17 proton và 18 nơtron ) có số khối là 35 và khối lượng đồng vị là 34,96885. Sự độc lạ của khối lượng đồng vị thực tiễn trừ đi số khối của một nguyên tử được gọi là khối lượng dư, [ 7 ] so với 35C l là – 0,03115. Không nên nhầm lẫn thừa khối lượng với sai biệt khối lượng, vốn là sự độc lạ giữa khối lượng của nguyên tử và những hạt cấu thành của nó ( đơn cử là proton, neutron và electron ) .

Có hai lý do cho sự dư thừa khối lượng:

  1. Neutron nặng hơn một chút so với proton. Điều này làm tăng khối lượng của các hạt nhân có nhiều neutron hơn proton so với thang đơn vị khối lượng nguyên tử dựa trên 12C với số proton và neutron bằng nhau.
  2. Năng lượng liên kết hạt nhân khác nhau giữa các hạt nhân. Một hạt nhân có năng lượng liên kết lớn hơn thì có tổng năng lượng thấp hơn, và do đó có khối lượng thấp hơn theo quan hệ tương đương khối lượng-năng lượng của Einstein E = mc2. Đối với 35Cl, khối lượng đồng vị nhỏ hơn 35, vì vậy đây phải là yếu tố chi phối.

Khối lượng nguyên tử tương đối của một nguyên tố.

Không nên nhầm lẫn số khối với khối lượng nguyên tử tiêu chuẩn (còn gọi là khối lượng nguyên tử) của một nguyên tố, là tỷ số giữa khối lượng nguyên tử trung bình của các đồng vị khác nhau của nguyên tố đó (khối lượng theo khối lượng riêng) với đơn vị khối lượng nguyên tử thống nhất.[8] Khối lượng nguyên tử là một khối lượng thực tế (được coi là tương đối, tức là một tỷ lệ), trong khi số khối là một số đếm (và do đó là một số nguyên).

Giá trị trung bình có trọng số này hoàn toàn có thể khá khác với những giá trị gần nguyên cho những khối lượng đồng vị riêng không liên quan gì đến nhau. Ví dụ, có hai đồng vị chính của clo : clo-35 và clo-37. Trong bất kể mẫu clo nhất định nào chưa bị phân tách khối lượng sẽ có khoảng chừng 75 % nguyên tử clo là clo-35 và chỉ 25 % nguyên tử clo là clo-37. Điều này được cho phép clo có khối lượng nguyên tử tương đối là 35,5 ( trong thực tiễn là 35,4527 g / mol ) .Hơn nữa, khối lượng trung bình có trọng số hoàn toàn có thể gần số nguyên, nhưng đồng thời không tương ứng với khối lượng của bất kể đồng vị tự nhiên nào. Ví dụ, brom chỉ có hai đồng vị bền, 79B r và 81B r, với hiện hữu tự nhiên với những tỷ suất gần bằng nhau, dẫn đến khối lượng nguyên tử tiêu chuẩn của brom gần bằng 80 ( 79,904 g / mol ), [ 9 ] mặc dầu đồng vị 80B r với khối lượng như vậy là không bền .

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *