Stability of Isotopes
原子が安定した核を持つには陽子に対する中性子の割合が一定である必要があります。 陽子に対して中性子が多すぎても少なすぎても不安定な原子核、すなわち放射性核種となり、遅かれ早かれより安定した形に分解されます。 この過程は放射性崩壊と呼ばれる。 多くの同位体は放射性核種を持っており、これらの同位体は放射性同位体と呼ばれます。 崩壊するとき、有害な粒子を放出する可能性があります。 このため、放射性同位元素は危険であり、放射性同位元素を扱う際には特別な防護服が必要になります。 炭素14として知られている炭素の同位体は、放射性同位元素の一例である。
同位体に関するこのような議論は、ダルトンの原子論に立ち戻ります。 ダルトンによれば、ある元素の原子は同一である。 しかし、もしある元素の原子が異なる数の中性子を持つことができるなら、それらは異なる質量を持つこともできるのです! なぜ、ダルトンはこのことを見落としたのだろう？ 自然界に存在する元素は、自然界に存在する同位体の一定の均一な混合物として存在することが判明している。 つまり、リチウムの中には、中性子が3個あるタイプと4個あるタイプの両方の自然発生リチウムが必ず含まれているのです。 しかも、両者を同じ量（相対量）で含んでいる。
ダルトンはいつも大きな元素の塊、つまり自然界に存在する元素の同位体をすべて含む塊で実験をしていたのである。 その結果、彼が測定を行ったとき、実際にはサンプルに含まれるすべての異なる同位体の平均的な特性を観察していたのです。 化学の分野では、ほとんどの場合、これと同じように原子の平均質量を扱います。 幸いなことに、質量が異なることを除けば、異なる同位体の他のほとんどの特性は似ています。
科学者が頻繁に興味のある原子の質量数を示す方法は、主に 2 つあります。
科学者が興味のある原子の質量数を頻繁に示す方法は主に2つあります。
原子核記号を書くには、質量数を化学記号の左上（上付き文字）に、原子番号を記号の左下（下付き文字）に配置します。
次の原子核記号は、中性子31個のニッケル原子核と中性子146個のウラン原子核のものである。
上のニッケル原子核の場合、原子番号28は陽子が28個あることを示しており、質量数59となるには中性子が31個必要である。
同位体を表すもう一つの方法は、化学名または記号にハイフンと質量数を加えることです。
同位体を表すもう一つの方法は、化学名または記号にハイフンと質量数を加えることです。したがって、2つの原子核はニッケル-59またはNi-59とウラン-238またはU-238となり、59と238はそれぞれ2つの原子の質量番号になります。
例題(◆PageIndex{2})・・・・・・・・。 Krypton-40
「K」の原子に含まれる陽子、電子、中性子の数はいくつでしょう？
解答
電荷のない原子では、電子の数は陽子の数と等しくなります。
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The mass number, 40 is the sum of the protons and the neutrons.
To find the number of neutrons, subtract the number of protons from the mass number.
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Example \(\PageIndex{3}\): Zinc-65
How many protons, electrons, and neutrons are in an atom of zinc-65?
Solution
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For all atoms with no charge, the number of electrons is equal to the number of protons.
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The mass number, 65 is the sum of the protons and the neutrons.
To find the number of neutrons, subtract the number of protons from the mass number.
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Exercise \(\PageIndex{3}\)
How many protons, electrons, and neutrons are in each atom?
- \(^{60}_{27}\ce{Co}\)
- Na-24
- \(^{45}_{20}\ce{Ca}\)
- Sr-90
Answer a: 陽子27個、電子27個、中性子33個 回答b：陽子11個、電子11個、中性子13個 回答c：陽子20個、電子20個、中性子25個 回答d：陽子38個、電子38個、中性子52個
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