Neutron Madness

We have already learned that ions are atoms that are either missing or have extra electrons. Powiedzmy, że w atomie brakuje neutronu lub ma on dodatkowy neutron. Taki typ atomu nazywamy izotopem. Atom jest nadal tym samym pierwiastkiem, jeśli brakuje mu elektronu. To samo odnosi się do izotopów. Są one nadal tym samym pierwiastkiem. Są tylko trochę inne od każdego innego atomu tego samego pierwiastka.
Na przykład, we Wszechświecie jest wiele atomów węgla (C). Te normalne to węgiel-12. Atomy te mają 6 neutronów. Jest kilka nieparzystych atomów, które nie mają 6. Te nieparzyste mogą mieć 7 lub nawet 8 neutronów. Kiedy będziesz się więcej uczył o chemii, prawdopodobnie usłyszysz o węglu-14. Węgiel-14 w rzeczywistości ma 8 neutronów (2 dodatkowe). C-14 jest uważany za izotop pierwiastka węgla.
Jeśli spojrzałeś na układ okresowy, być może zauważyłeś, że masa atomowa pierwiastka rzadko jest liczbą parzystą. Dzieje się tak z powodu izotopów. Jeśli jesteś atomem z dodatkowym elektronem, to nie jest wielka sprawa. Elektrony nie mają zbyt dużej masy w porównaniu z neutronem czy protonem.
Masy atomowe oblicza się przez określenie ilości każdego typu atomu i izotopu we Wszechświecie. W przypadku węgla, jest dużo atomów C-12, kilka C-13 i kilka C-14. Kiedy uśrednimy wszystkie masy, otrzymamy liczbę, która jest nieco większa niż 12 (masa atomu C-12). Średnia masa atomowa dla tego pierwiastka to w rzeczywistości 12,011. Ponieważ nigdy tak naprawdę nie wiesz, którego atomu węgla używasz w obliczeniach, powinieneś użyć średniej masy atomu.
Brom (Br), o liczbie atomowej 35, ma większą różnorodność izotopów. Masa atomowa bromu (Br) wynosi 79,90. Istnieją dwa główne izotopy na 79 i 81, które uśredniają się do wartości 79.90amu. Izotop 79 ma 44 neutrony, a 81 ma 46 neutronów. Chociaż nie zmieni to średniej masy atomowej, naukowcy stworzyli izotopy bromu o masach od 68 do 97. Wszystko zależy od liczby neutronów. Gdy przejdziemy do wyższych liczb atomowych w układzie okresowym, prawdopodobnie znajdziemy jeszcze więcej izotopów dla każdego pierwiastka.

Powrót do normalności

Jeśli spojrzymy na atom C-14 jeszcze raz, zauważymy, że C-14 nie trwa wiecznie. Jest czas, kiedy traci on swoje dodatkowe neutrony i staje się C-12. Utrata tych neutronów nazywana jest rozpadem radioaktywnym. Rozpad ten zachodzi regularnie, jak w zegarku. W przypadku węgla, rozpad następuje w ciągu kilku tysięcy lat (5 730 lat). Niektóre pierwiastki potrzebują więcej czasu, a inne rozpadają się w ciągu kilku minut. Archeolodzy są w stanie wykorzystać swoją wiedzę na temat rozpadu radioaktywnego, gdy muszą znać datę wykopanego przez siebie przedmiotu. C-14 zamknięty w obiekcie sprzed kilku tysięcy lat będzie się rozpadał w określonym tempie. Dzięki swojej wiedzy z zakresu chemii archeolodzy mogą zmierzyć, ile tysięcy lat ma dany obiekt. Proces ten nazywa się datowaniem węglowym.