Զանգվածային թիվ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից

Զանգվածային թիվ, նաև՝ ատոմի զանգվածային թիվ կամ միջուկային թիվ, պրոտոնների և նեյտրոնների ընդհանուր քանակը (միասին կոչվում են նուկլոնններ) ատոմի միջուկում։ Նշանակումը՝ A։ Քանի որ և՛ պրոտոնները, և՛ նեյտրոնները բարիոններ են, ատոմի կամ իոնի նուկլոնների A զանգվածային թիվը նույնն է, ինչ B բարիոնային թիվը։ Յուրաքանչյուր քիմիական տարրի իզոտոպի համար զանգվածային թիվը տարբեր է։ Այն նույնը չէ, ինչ Z ատոմական կարգաթիվը, ոևը ցույց է տալիս պրոտոնների թիվը միջուկում, և բնութագրում է եզակի տարրը Տարբերությունը զանգվածային թվի և կարգաթվի միջև տվյալ նուկլոնների համար տրվում է N նեյտրոնների թվով․ N=A−Z[1]

Զանգվածային թիվը գրվում է տարրի անունից հետո կամ որպես տարրի սիմվոլի ախակողմյան վերին ինդեքս։ Օրինակ, ածխածնի ամենատարածված իզոտոպը, որն ունի 6 պրոտոն և 6 նեյտրոն, ածխածին-12 կամ 12 C։ Իզոտոպի ամբողջական նշանակումը պարունակում է նաև Z կարգաթիվը որպես տարրի սիմվոլի ձախ ստորին ինդեքս 126 C[2]։ Քանի որ յուրաքանչյուր քիմիական տարր բնութագրվում է կարգաթվով, այն հաճախ նշանակման մեջ բաց են թողնում, որովհետև տեխնիկապես ավելորդ է։

Զանգվածային թվի փոփոխությունը ռադիոակտիվ տրոհման ժամանակ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ռադիոակտիվ տրոհման տարբեր տիպեր բնութագրվում են ինչպես զանգվածային թվի, այնպես էլ կարգաթվի փոփոխությամբ Օրինակ, ուրան-238-ը հաճախ ենթարկվում է ալֆա-տրոհման, որի ժամանակ միջուկը կորցնում է երկու նեյտրոն և երկու պրոտոն ալֆա-մասնիկի տեսքով։ Այսպիսով, թե՛ կարգաթիվը և թե՛ նեյտրոնային թիվը նվազում են 2-ով (Z։ 92→90, N։ 146→144), այնպես որ զանգվածային թիվը նվազում է 4-ով (A = 238→234)։ Արդյունքը թորիում-234 ատոմ է և ալֆա-մասնիկ 24 He2+[3]

23892U → 23490Th + 24He2+։

Մյուս կողմից, ածխածին-14-ը բնականորեն նթարկվում է բետա-տրոհման, որտեղ մեկ նեյտրոնը փոխակերպվում է պրոտոնի՝ ճառագայթելով էլեկտրոն և հականեյտրինո։ Այսպիսով կարգաթիվն աճում է 1-ով (Z։ 6→7), իսկ զանգվածային թիվը նույնն է մնում (A = 14), մինչդեռ նեյտրոնների թիվը նվազում է 1-ով (N։ 8→7)[4]։ Արդյունքում ստացվում է ազոտ-14 ատոմ յոթ պրոտոնով և յոթ նեյտրոնով․

146C → 147N + e- + νe։

լ Առանց զանգվածային թվի փոփոխության ռադիոակտիվ տրոհման օրինակ է գամմա-ճառագայթների էմիսիան ատոմի միջուկի գրգռված վիճակի մետաստաբիլ վիճակից (կամ՝ միջուկային իզոմեր)։ Քանի որ այս պրոցեսի ընթացքում միջուկի բոլոր պրոտոններն ու նեյտրոններն անփոփոխ են մնում, զանգվածային թիվը նույնպես չի փոխվում։

Զանգվածային թիվը և իզոտոպային զանգվածը[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Զանգվածային թիվը տալիս է իզոտոպային զանգվածը՝ արտահայտած u զանգվածի ատոմական միավորներով (զ․ ա․ մ․)։ ¹²C-ի համար իզոտոպային զանգվածը ճիշտ 12 է, քանի որ ատոմային համարը (կարգաթիվը) որոշվում է որպես ¹²C-ի 1/12 մասը։ Այլ իզոտոպների համար իզոտոպային թիվը սովորաբար զանգվածային թվի 0.1 u տարբերության սահմաններում է։ Օրինակ, 35Cl-ի համար զանգվածային թիվը 35 է, իզոտոպային զանգվածը՝ 34.96885։

Զանգվածային թվի և իզոտոպային զանգվածի տարբերությունը կոչվում է զանգվածի դեֆեկտ։ Դրա պատճառները հետևյալն են՝

  1. Նեյտրոնը մի թեթև ծանր է պրոտոնից։ Դրա հետևանքով ավելի շատ նեյտրոններ, քան պրոտոններ ունեցող միջուկի զանգվածը ավելանում է, քանի որ զանդվածի ատոմական միավորի սանդղակը հիմնված է հավասար թվով նեյտրոններ և պրոտոններ ունեցող ¹²C-ի վրա։
  2. Միջուկների կապի էներգիան տարբեր միջուկների համար տարբեր է։ Մեծ կապի էներգիայով միջուկն ունի ավելի քիչ ընդհանուր էներգիա, ուստի ավելի քիչ զանգված՝ համաձայն Էյնշտեյնի զանգվածի և էներգիայի համարժեքության E = mc² առնչության։ 35Cl իզոտոպի զանգվածը փոքր է 35-ից, ինչը գերակշռող գործոն է հանդիսանում։

Տարրի հարաբերական ատոմային զանգվածը[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Զանգվածային թիվը չի կարելի շփոթել տարրի հարաբերական ատոմային զանգվածի հետ, որը էլեմենտի տարբեր իզոտոպների միջին ատոմային զանգվածի հարաբերությունն է զանգվածի ատոմական միավորին[5]։

Օրինակ, քլորի դեպքում տրված քանակում սովորաբար ատոմների մոտ 75%-ը քլոր-35 են, մնացած 25%-ը՝ քլոր-37, և հարաբերական ատոմային զանգվածը ստացվում է մոտ 35.5 (ճշգրիտ՝ 35.4527 գ/մոլ

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. «How many protons, electrons and neutrons are in an atom of krypton, carbon, oxygen, neon,platnum, gold, etc...?»։ Thomas Jefferson National Accelerator Facility։ Վերցված է 2008 թ․ օգոստոսի 27–ին 
  2. «Elemental Notation and Isotopes»։ Science Help Online։ Վերցված է 2008 թ․ օգոստոսի 27–ին 
  3. Suchocki, John. Conceptual Chemistry, 2007. Page 119.
  4. Curran Greg (2004)։ Homework Helpers։ Career Press։ էջեր 78–79։ ISBN 1-56414-721-5 
  5. «IUPAC Definition of Relative Atomic Mass»։ International Union of Pure and Applied Chemistry։ Վերցված է 2008 թ․ օգոստոսի 27–ին