MASSETALL: HVA DET ER OG HVORDAN FÅ DET TIL (MED EKSEMPLER) - FYSISK - 2026

Den massetallet eller massenummeret Disse partiklene er betegnet om hverandre med navnet på nukleoner, derfor representerer massetallet mengden av dem.

La N være antall nøytroner som er til stede, og Z antall protoner, hvis vi kaller A som massetallet, så:

A = N + Z

Figur 1. Radiusen har et massetall A = 226, avtar til radon med A = 222, og avgir en heliumkjerne på A = 4. Kilde: Wikimedia Commons. PerOX

Eksempler på massetall

Her er noen eksempler på massetall for kjente elementer:

hydrogen

Det mest stabile og rikeligste hydrogenatom er også det enkleste: 1 proton og ett elektron. Siden hydrogenkjernen ikke har nøytroner, er det riktig at A = Z = 1.

Oksygen

En oksygenkjerner har 8 nøytroner og 8 protoner, derfor A = 16.

Karbon

Livet på jorden er basert på kjemien til karbon, et lett atom med 6 protoner i kjernen pluss 6 nøytroner, så A = 6 + 6 = 12.

uran

Dette elementet, mye tyngre enn de forrige, er kjent for sine radioaktive egenskaper. Urankjernen har 92 protoner og 146 nøytroner. Da er massetallet A = 92 + 146 = 238.

Hvordan få massetallet?

Som nevnt tidligere tilsvarer massetallet A til et element alltid summen av antall protoner og antall nøytroner som kjernen inneholder. Det er også et helt tall, men … er det noen regel om forholdet mellom de to mengdene?

La oss se: alle elementene som er nevnt over er lette, unntatt uran. Hydrogenatom er som sagt det enkleste. Den har ingen nøytroner, i hvert fall i den mest tallrike versjonen, og i oksygen og karbon er det like mange protoner og nøytroner.

Det skjer også med andre lyselementer, for eksempel nitrogen, en annen veldig viktig gass for livet, som har 7 protoner og 7 nøytroner. Etter hvert som kjernen blir mer kompleks og atomene blir tyngre, øker antallet nøytroner med en annen hastighet.

I motsetning til lyselementene, har uran, med 92 protoner, omtrent 1 ½ ganger så mye som nøytroner: 1 ½ x 92 = 1,5 x 92 = 138.

Som du ser er det ganske nær 146, antallet nøytroner det har.

Figur 2. Stabilitetskurve. Kilde: F. Zapata.

Alt dette er tydelig i kurven i figur 2. Det er en graf over N versus Z, kjent som kjernefysisk stabilitetskurve. Der kan du se hvordan lette atomer har samme antall protoner som nøytroner, og hvordan fra Z = 20 øker antallet nøytroner.

På denne måten blir det store atomet mer stabilt, siden overskuddet av nøytroner reduserer den elektrostatiske frastøtningen mellom protonene.

Notasjon for atomer

En veldig nyttig notasjon som raskt beskriver atomtypen er følgende: symbolet på elementet og de respektive atom- og massetallene er skrevet som vist nedenfor i dette diagrammet:

Figur 3. Atomnotasjon. Kilde: F. Zapata.

I denne notasjonen ville atomene i de foregående eksemplene være:

Noen ganger brukes en annen mer behagelig notasjon, der bare symbolet på elementet og massetallet brukes til å betegne atomet, og utelate atomnummeret. På denne måten blir ¹² ₆ C skrevet ganske enkelt som karbon-12, ¹⁶ ₈ O ville være oksygen-16, og så videre for ethvert element.

isotoper

Antall protoner i en kjerne bestemmer elementets natur. For eksempel er hvert atom hvis kjerne inneholder 29 protoner et kobberatom, uansett hva.

Anta at et kobberatom mister et elektron uansett grunn, det er fremdeles kobber. Nå er det imidlertid et ionisert atom.

Det er vanskeligere for en atomkjerne å få eller miste et proton, men i naturen kan det forekomme. For eksempel, inne i stjernene, dannes kontinuerlig tyngre elementer fra lette elementer, siden den stjernekjernen oppfører seg som en fusjonsreaktor.

Og akkurat her på jorden er det fenomenet radioaktivt forfall, der noen ustabile atomer driver ut nukleoner og avgir energi, og forvandles til andre elementer.

Endelig er det muligheten for at et atom av et bestemt element har et annet massetall, i dette tilfellet er det en isotop.

Et godt eksempel er det velkjente karbon-14 eller radiokarbon, som brukes til å datere arkeologiske gjenstander og som en biokjemisk sporstoff. Det er det samme karbonet, med identiske kjemiske egenskaper, men med to ekstra nøytroner.

Karbon-14 er mindre rik enn karbon-12, den stabile isotopen, og den er også radioaktiv. Dette betyr at det over tid forfaller og avgir energi og partikler til det blir et stabilt element, som i tilfelle er nitrogen.

Karbonisotoper

Karbon eksisterer i naturen som en blanding av flere isotoper, hvorav den mest tallrike er de nevnte ¹² ₆ C eller karbon-12. Og i tillegg til karbon-14 er ¹³ ₆ C med et ekstra nøytron.

Dette er vanlig i naturen, for eksempel er 10 stabile isotoper kjent for tinn. I motsetning til er beryllium og natrium bare en enkelt isotop kjent.

Hver isotop, naturlig eller kunstig, har en annen transformasjonshastighet. På samme måte er det mulig å lage kunstige isotoper i laboratoriet, som generelt er ustabile og radioaktivt forfall i en veldig kort periode med brøkdeler på et sekund, mens andre tar mye lengre tid, så lenge jordens alder eller lenger.

Tabell over naturlige isotoper av karbon

Karbonisotoper	Atomnummer Z	Masse nummer A	overflod%
12 6 C.	6	12	98,89
13 6 C.	6	1. 3	1,11
14 6 C.	6	14	Traces

Utførte eksempler

- Eksempel 1

Hva er forskjellen mellom ¹³ ₇ N og ¹⁴ ₇ N?

Svare

Begge er nitrogenatomer, siden deres atomnummer er 7. En av isotopene, den med A = 13, har imidlertid et mindre nøytron, mens ¹⁴ ₇ N er den mest forekommende isotopen.

- Eksempel 2

Hvor mange nøytroner er det i kjernen av et kvikksølvatom, betegnet som ²⁰¹ ₈₀ Hg?

Svare

Siden A = 201 og Z = 80, og også vite at:

A = Z + N

N = A - Z = 201 - 80 = 121

Og det konkluderes med at kvikksølvatom har 121 nøytroner.

referanser

1. Connor, N. Hva er nukleon - struktur av atomkjernen - definisjon. Gjenopprettet fra: periodic-table.org.
2. Knight, R. 2017. Physics for Scientists and Engineering: a Strategy Approach. Pearson.
3. Sears, Zemansky. 2016. Universitetsfysikk med moderne fysikk. 14.. Utgave bind 2.
4. Tippens, P. 2011. Physics: Concepts and Applications. 7. utgave. McGraw Hill.
5. Wikipedia. Massetall. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org.