Nombor jisim

Nombor jisim (A), juga dikenali dengan nama nombor jisim atom dan nombor nukleon, ialah jumlah proton dan neutron (dikenali secara jamak sebagai nukleon) di dalam nukleus atom. Kerana proton dan neutron kedua-duanya adalah baryon, nombor jisim A adalah sama dengan nombor baryon B nukleus keseluruhan atom atau ion. Nombor jisim adalah berbeza bagi setiap isotop sesuatu unsur kimia. Ia tidak seperti nombor atom (Z) yang menyatakan jumlah proton di dalam nukleus dan dapat mengenalpasti unsur-unsur berbeza. Oleh itu, perbezaan antara nombor jisim dan nombor atom bersamaan dengan jumlah neutron di dalam satu nukleus; yakni N=A-Z. ^[1]

Nombor jisim biasanya ditulis selepas nama unsur atau sebagai superskrip di sebelah kiri simbol unsur. Sebagai contoh, isotop karbon yang paling biasa ialah karbon-12 atau ¹²
C; ia mengandungi 6 proton dan 6 neutron. Simbol isotop penuh akan menyatakan sekali nombor atom (Z) sebagai subskrip di sebelah kiri simbol unsur di bawah nombor jisim, seperti berikut: ¹²
₆C.^[2] Secara teknikal, pernyataan seperti berikut adalah berlebihan kerana setiap unsur ditakrifkan melalui nombor atomnya, jadi ia kerap tidak ditulis.

Perubahan nombor jisim dalam pereputan radioaktif

Pereputan radioaktif yang berbeza dikhaskan oleh perubahan dalam nombor jisim dan nombor atom, menurut hukum penggantian radioaktif Fajans dan Soddy. Sebagai contoh, uranium-238 biasanya mereput melalui pereputan alfa, di mana nukleus kehilangan dua proton dan neutron dalam bentuk partikel alfa. Oleh itu, nombor atom dan jumlah neutron atom tersebut menurun sebanyak 2 (Z: 92→90; N: 146→144), jadi nombor jisim atom itu akan menurun sebanyak 4 (A: 238→234). Hasil pereputan alfa ini ialah satu atom torium-234 dan satu partikel alfa (⁴
₂He):^[3]

²³⁸
₉₂U → ²³⁴
₉₀Th + ⁴
₂He²⁺

Sebaliknya, karbon-14 mereput melalui pereputan beta, di mana satu neutron berubah menjadi satu proton dengan pelepasan elektron dan antineutrino. Oleh itu, nombor atom meningkat sebanyak 1 (Z: 6→7) dan nombor jisim kekal sama (A: 14), manakala nombor neutron menurun sebanyak 1 (N: 8→7).^[4] Atom yang terhasil di hujung proses ini ialah nitrogen-14, dengan 7 proton dan 7 neutron:

¹⁴
₆C → ¹⁴
₇N + e⁻
+ ν
_e

Satu lagi jenis pereputan radioaktif yang tidak mengubah nombor jisim ialah pelepasan sinar gama daripada isomer nuklear atau keadaan terangsang metastabil satu nukleus atom. Kerana semua proton dan neutron kekal tidak terusik di dalam nukleus di dalam proses ini, nombor atom juga tidak berubah.

Nombor jisim dan jisim isotop

Nombor jisim memberikan anggaran jisim isotop yang diukur dalam unit jisim atom (u). Bagi ¹²
C, jisim isotopnya adalah tepat 12, kerana unit jisim atom ditakrifkan sebagai 1/12 daripada jisim ¹²
C. Bagi isotop lain, jisim isotop biasanya berbeza daripada nombor jisim sebanyak 0.1 u. Contohnya, ³⁵
Cl mempunyai nombor jisim sebanyak 35 dan jisim isotop sebanyak 34.96885.

Terdapat dua sebab yang menjelaskan perbezaan jisim isotop dan nombor jisim, yang dikenali sebagai kecacatan jisim:

Neutron adalah lebih berat sedikit berbanding proton. Ini meningkatkan jisim nukleus yang mempunyai lebih banyak neutron daripada proton berbanding kepada unit jisim atom yang berdasarkan ¹²
C yang mempunyai jumlah proton dan neutron yang sama.
Tenaga pengikatan nuklear berubah mengikut nukleus. Nukleus dengan tenaga pengikatan yang lebih besar mempunyai jumlah tenaga yang lebih rendah, yang bersamaan dengan jisim yang lebih rendah mengikut persamaan jisim-tenaga Einstein; E=mc². Bagi ³⁵
Cl, jisim isotopnya adalah lebih rendah daripada nombor jisimnya, jadi ini sudah pasti puncanya.

Jisim atom satu unsur kimia

Nombor jisim tidak patut dikelirukan dengan jisim atom relatif (juga dipanggil berat atom) suatu unsur. Jisim atom relatif ialah nisbah jisim atom purata antara isotop-isotop berbeza suatu unsur (ditimbang melalui keterdapatan) kepada unit jisim atom bersepadu.^[5] Purata ditimbang ini boleh jadi agak berbeza daripada nilai hampir integer (near-integer) jisim isotop bagi isotop-isotop tertentu.

Contohnya, terdapat dua isotop utama klorin; klorin-35 dan klorin-37. Dalam mana-mana sampel klorin yang belum diasingkan mengikut berat, terdapat kira-kira 75% atom klorin-35 dan 25% atom klorin-37. Ini memberikan klorin jisim atom relatif sebanyak 35.5 (sebenarnya 35.4527 g/mol).

Lihat juga

Rujukan

^ "How many protons, electrons and neutrons are in an atom of krypton, carbon, oxygen, neon,platnum, gold, etc...?". Thomas Jefferson National Accelerator Facility. Dicapai pada 2008-08-27.
^ "Elemental Notation and Isotopes". Science Help Online. Diarkibkan daripada yang asal pada 2008-09-13. Dicapai pada 2008-08-27.
^ Suchocki, John. Conceptual Chemistry, 2007. m/s 119.
^ Curran, Greg (2004). Homework Helpers. Career Press. m/s. 78–79. ISBN 1-56414-721-5.
^ "IUPAC Definition of Relative Atomic Mass" (PDF). International Union of Pure and Applied Chemistry. Diarkibkan daripada yang asal (PDF) pada 2006-10-24. Dicapai pada 2008-08-27.

Bacaan lanjut

Bishop, Mark. "The Structure of Matter and Chemical Elements (ch. 3)". An Introduction to Chemistry. Chiral Publishing. m/s. 93. ISBN 978-0-9778105-4-3. Dicapai pada 2008-07-08. Unknown parameter |chapterurl= ignored (bantuan)

[1] "How many protons, electrons and neutrons are in an atom of krypton, carbon, oxygen, neon,platnum, gold, etc...?". Thomas Jefferson National Accelerator Facility. Dicapai pada 2008-08-27.

[2] "Elemental Notation and Isotopes". Science Help Online. Diarkibkan daripada yang asal pada 2008-09-13. Dicapai pada 2008-08-27.

[suchocki-3] Suchocki, John. Conceptual Chemistry, 2007. m/s 119.

[4] Curran, Greg (2004). Homework Helpers. Career Press. m/s. 78–79. ISBN 1-56414-721-5.

[5] "IUPAC Definition of Relative Atomic Mass" (PDF). International Union of Pure and Applied Chemistry. Diarkibkan daripada yang asal (PDF) pada 2006-10-24. Dicapai pada 2008-08-27.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]