Skład jonu magnezu o podanej liczbie masowej

Rozwiązanie

Najpierw skład jądra, potem powłoka

A − Z daje neutrony, a dodatnie dwa ładunki oznaczają brak dwóch elektronów względem atomu neutralnego. Nie odejmujemy tej dwójki od liczby protonów.

Trzy obliczenia z trzech informacji

Protony: dolny indeks jest liczbą atomową, więc n_p=Z=12. Zapis 2+ nie zmienia tej liczby. Usunięcie protonów zmieniłoby pierwiastek, a w zadaniu nadal mamy magnez.

Neutrony: 25 oznacza sumę protonów i neutronów. Odejmujemy już policzone protony: N=A-Z=25-12=13.

Elektrony: obojętny atom tego izotopu miałby 12 elektronów. Ładunek +2e oznacza, że w jonie brakuje dwóch ujemnych ładunków, więc n_e=12-2=10. Równoważnie można rozwiązać bilans (12-n_e)e=2e; po podzieleniu przez dodatnie e zostaje 12-n_e=2.

Każde kółko oznacza jedną cząstkę. Rzędy ułatwiają liczenie; nie pokazują rzeczywistych położeń, torów ani rozmiarów cząstek. W tym zadaniu jądro ma 13 neutronów, inaczej niż magnez-24 na rysunku w teorii. Powiększ rysunek.

Ma 12 protonów, 13 neutronów i 10 elektronów. Ładunek +2e wynika z różnicy 12−10. Liczba masowa nie określa liczby elektronów.

Sprawdzenie ładunku

12 dodatnich ładunków i 10 ujemnych daje +2 e. Suma protonów i neutronów wynosi 25; elektrony nie wchodzą do liczby masowej.

Wykonaliśmy dwie niezależne kontrole: 12+13=25 dla składu jądra oraz 12e-10e=+2e dla ładunku jonu. Liczenie 25-2=23 nie odpowiada na pytanie o elektrony: 25 obejmuje także obojętne neutrony.

Co zmieniłby inny izotop?

Gdyby zamiast ²⁵₁₂Mg²⁺ podano ²⁴₁₂Mg²⁺, zmieniłaby się tylko liczba neutronów: z 13 na 12. Nadal byłoby 12 protonów, 10 elektronów i ładunek +2e. To szybki sposób sprawdzenia, czy nie pomyliliśmy liczby masowej z ładunkiem.

Powiązana teoria

Atom, izotop i jon: trzy różne informacje

Dalsza lektura

Materiał referencyjny