NOMBOR JISIM: APA ITU DAN BAGAIMANA MENDAPATKANNYA (DENGAN CONTOH) - FIZIKAL - 2025

Yang nombor jisim atau massa nombor atom ialah jumlah bilangan proton dan bilangan neutron dalam nukleus. Zarah-zarah ini ditentukan secara bergantian dengan nama nukleon, oleh itu bilangan jisim mewakili jumlahnya.

Biarkan N menjadi bilangan neutron yang ada dan Z bilangan proton, jika kita memanggil A sebagai nombor jisim, maka:

A = N + Z

Rajah 1. Radius mempunyai bilangan jisim A = 226, mereput ke radon dengan A = 222, dan memancarkan inti helium A = 4. Sumber: Wikimedia Commons. PerOX

Contoh nombor jisim

Berikut adalah beberapa contoh nombor jisim untuk elemen terkenal:

Hidrogen

Atom hidrogen yang paling stabil dan melimpah juga paling mudah: 1 proton dan satu elektron. Oleh kerana nukleus hidrogen tidak mempunyai neutron, memang benar bahawa A = Z = 1.

Oksigen

Nukleus oksigen mempunyai 8 neutron dan 8 proton, oleh itu A = 16.

Karbon

Kehidupan di Bumi didasarkan pada kimia karbon, atom cahaya dengan 6 proton dalam nukleusnya ditambah 6 neutron, jadi A = 6 + 6 = 12.

Uranium

Elemen ini, lebih berat daripada yang sebelumnya, terkenal dengan sifat radioaktifnya. Nukleus uranium mempunyai 92 proton dan 146 neutron. Maka nombor jisimnya ialah A = 92 + 146 = 238.

Bagaimana untuk mendapatkan nombor jisim?

Seperti disebutkan sebelumnya, bilangan massa unsur A selalu sesuai dengan jumlah bilangan proton dan jumlah neutron yang dikandung intinya. Ini juga nombor bulat, tetapi … adakah peraturan mengenai hubungan antara dua kuantiti itu?

Mari kita lihat: semua elemen yang disebutkan di atas adalah ringan, kecuali uranium. Atom hidrogen adalah, seperti yang kita katakan, paling mudah. Tidak ada neutron, setidaknya dalam versi paling banyak, dan dalam oksigen dan karbon, terdapat bilangan proton dan neutron yang sama.

Ia juga berlaku dengan unsur cahaya lain, seperti nitrogen, gas lain yang sangat penting untuk hidup, yang mempunyai 7 proton dan 7 neutron. Namun, apabila inti menjadi lebih kompleks dan atom menjadi lebih berat, bilangan neutron meningkat pada kadar yang berbeza.

Tidak seperti unsur cahaya, uranium, dengan 92 proton, mempunyai kira-kira 1 ½ kali jumlah neutron: 1 1 x 92 = 1.5 x 92 = 138.

Seperti yang anda lihat, jumlahnya hampir 146, jumlah neutron yang dimilikinya.

Rajah 2. Keluk kestabilan. Sumber: F. Zapata.

Semua ini dapat dilihat dalam lekukan pada Gambar 2. Ini adalah graf N berbanding Z, yang dikenali sebagai lengkung kestabilan nuklear. Di sana anda dapat melihat bagaimana atom cahaya mempunyai bilangan proton yang sama dengan neutron, dan bagaimana dari Z = 20 bilangan neutron meningkat.

Dengan cara ini atom besar menjadi lebih stabil, kerana kelebihan neutron menurunkan tolakan elektrostatik antara proton.

Notasi untuk atom

Notasi yang sangat berguna yang dengan cepat menerangkan jenis atom adalah seperti berikut: simbol unsur dan nombor atom dan jisim masing-masing ditulis seperti yang ditunjukkan di bawah dalam rajah ini:

Rajah 3. Notasi atom. Sumber: F. Zapata.

Dalam notasi ini, atom dalam contoh sebelumnya adalah:

Kadang-kadang notasi lain yang lebih selesa digunakan, di mana hanya simbol elemen dan nombor jisim yang digunakan untuk menunjukkan atom, menghilangkan nombor atom. Dengan cara ini, ¹² ₆ C ditulis hanya sebagai karbon-12, ¹⁶ ₈ O akan menjadi oksigen-16, dan seterusnya untuk unsur apa pun.

Isotop

Bilangan proton dalam nukleus menentukan sifat unsur. Contohnya, setiap atom yang intinya mengandungi 29 proton adalah atom tembaga, tidak kira apa.

Andaikan atom tembaga kehilangan elektron atas sebab apa pun, ia masih kuprum. Namun sekarang ia adalah atom terion.

Lebih sukar bagi nukleus atom untuk memperoleh atau kehilangan proton, tetapi secara semula jadi ia boleh terjadi. Sebagai contoh, di dalam bintang-bintang, unsur-unsur yang lebih berat terbentuk secara berterusan dari unsur cahaya, kerana inti bintang berkelakuan seperti reaktor peleburan.

Dan di Bumi terdapat fenomena kerosakan radioaktif, di mana beberapa atom yang tidak stabil mengusir nukleon dan mengeluarkan tenaga, berubah menjadi unsur lain.

Akhirnya, ada kemungkinan bahawa atom unsur tertentu mempunyai bilangan jisim yang berbeza, dalam hal ini ia adalah isotop.

Contoh yang baik adalah karbon-14 atau radiokarbon yang terkenal, yang digunakan untuk mengenal pasti objek arkeologi dan sebagai pelacak biokimia. Ia adalah karbon yang sama, dengan sifat kimia yang serupa, tetapi dengan dua neutron tambahan.

Karbon-14 kurang banyak daripada karbon-12, isotop stabil, dan juga radioaktif. Ini bererti bahawa lama-kelamaan ia membusuk, mengeluarkan tenaga dan zarah sehingga menjadi unsur stabil, yang pada hakikatnya adalah nitrogen.

Isotop karbon

Karbon wujud secara semula jadi sebagai campuran beberapa isotop, yang paling banyak adalah ¹² ₆ C atau karbon-12 yang disebutkan di atas . Dan sebagai tambahan kepada karbon-14 terdapat ¹³ ₆ C dengan neutron tambahan.

Ini adalah perkara biasa, contohnya 10 isotop stabil dikenali sebagai timah. Sebaliknya, berilium dan natrium hanya satu isotop sahaja yang diketahui.

Setiap isotop, semula jadi atau buatan, mempunyai kadar transformasi yang berbeza. Dengan cara yang sama, adalah mungkin untuk membuat isotop tiruan di makmal, yang secara amnya tidak stabil dan secara radioaktif mereput dalam jangka masa pecahan sesaat, sementara yang lain memerlukan lebih lama, selagi usia Bumi atau lebih lama.

Jadual isotop karbon semula jadi

Isotop karbon	Nombor atom Z	Nombor jisim A	Banyak%
12 6 C	6	12	98.89
13 6 C	6	13	1.11
14 6 C	6	14	Jejak

Contoh Berfungsi

- Contoh 1

Apakah perbezaan antara ¹³ ₇ N dan ¹⁴ ₇ N?

Balas

Kedua-duanya adalah atom nitrogen, kerana nombor atomnya adalah 7. Namun, salah satu isotop, satu dengan A = 13, mempunyai satu kurang neutron, sementara ¹⁴ ₇ N adalah isotop yang paling banyak.

- Contoh 2

Berapakah bilangan neutron dalam inti atom merkuri, yang dinyatakan sebagai ²⁰¹ ₈₀ Hg?

Balas

Sejak A = 201 dan Z = 80, dan juga mengetahui bahawa:

A = Z + N

N = A - Z = 201 - 80 = 121

Dan disimpulkan bahawa atom merkuri mempunyai 121 neutron.

Rujukan

1. Connor, N. Apa itu Nukleon - Struktur Nukleus Atom - Definisi. Dipulihkan dari: periodic-table.org.
2. Knight, R. 2017. Fizik untuk Saintis dan Kejuruteraan: Pendekatan Strategi. Pearson.
3. Sears, Zemansky. 2016. Fizik Universiti dengan Fizik Moden. 14hb. Ed. Jilid 2.
4. Tippens, P. 2011. Fizik: Konsep dan Aplikasi. Edisi ke-7. Bukit McGraw.
5. Wikipedia. Nombor Jisim. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org.