Почему в «типичном» атоме водорода нет нейтрона?

Есть довольно много источников (в основном школьных учебников по физике), которые я читал, которые не дают отказа от ответственности, что атом водорода, который они используют на диаграмме, является изотопом (например, с неравным количеством нейтронов и протонов).

Почему «типичный» (в кавычках из-за отсутствия более научного или точного термина) атом водорода имеет 1 электрон, 1 протон, но не имеет нейтрона?

В чем причина?

Почему ты это сказал. Разве ноль не отличается от единицы или двойки?
Взято из вики: «Почти весь дейтерий, обнаруженный в природе, был произведен во время Большого взрыва 13,8 миллиарда лет назад, поскольку основное или изначальное соотношение водорода-1 к дейтерию (около 26 атомов дейтерия на миллион атомов водорода) происходит от этого. время."
@dmckee - я понимаю, но «незаряженный неизотоп» имеет равное количество протонов, нейтронов и электронов, и в книгах никогда не упоминается, что то, о чем они говорят, является изотопом.
@jim - Значит, в книгах используется более распространенный вариант водорода?
А если серьезно, не совсем понятно, о чем ваш вопрос. Почему изотоп водорода с 0 нейтронами более стабилен или более распространен, чем другие изотопы? Если это так, вы должны быть более четкими. Часть о том, что изотоп явно не указывается, когда его можно вывести, кажется довольно придирчивым, а ответ очевидным. Большую часть времени для большинства элементов мы не утруждаем себя указанием изотопа, если только это не проблема или нет очевидного значения по умолчанию.
Да, при 26 атомах дейтерия на миллион атомов водорода это наиболее очевидная вещь для использования.
Я не могу сказать, что когда-либо слышал или читал фразу «незаряженный неизотоп» раньше, и я определенно не думаю, что она описывает что-то интересное или полезное.
@OlinLathrop - я не обсуждаю физические свойства водорода. Это больше семантика. Почему в книгах не показан водород с 1 нейтроном? В противном случае это делает его изотопом.
@dmckee - я не знаю лучшего термина. "Стандарт"? В таком случае, кто определил его как «стандартный»? Вот почему я просто описал его как «незаряженный неизотопный».
@джим -- Спасибо! Я полагаю, это имеет смысл. Вы можете опубликовать это как ответ, и я буду рад «отметить» его.
Изотоп – это любой вариант элемента. Те, которые вы считаете обычными, не исключены. В любом случае, теперь, когда вам ясно, что это придирки к семантике и вашему ошибочному пониманию «изотопа», я не вижу смысла в этом вопросе.
Водород без нейтронов является изотопом водорода. Иногда его называют Н, иногда протием. Водород с одним нейтроном также является изотопом водорода. Когда требуется отличить его от других изотопов, его называют дейтерием или D. Водород с двумя нейтронами также является изотопом водорода. Его можно назвать тритием или Т. Взятые все вместе, все они представляют собой водород, вместе именуемый Н. Контекст имеет решающее значение.
@OlinLathrop - я полагаю, чтобы прояснить ситуацию, я должен был спросить, почему модель водорода, которую они используют, не имеет равного количества протонов и нейтронов. Я предположил, что когда я упоминаю изотоп, я имею в виду неравное количество протонов и нейтронов (иначе я бы просто сказал «атом», верно?).
Если вы заметили, что наиболее распространенные изотопы некоторых легких элементов (алюминий, углерод, азот, кислород и т. д.) имеют такое же число нейтронов, как и протоны, и думаете, что это какое-то правило, вы слишком обобщили. Рассмотрим для начала несколько более тяжелых элементов.
@JonCuster - Хорошо, спасибо за очистку терминов. Итак, если использовать эти термины... почему в книгах вместо однонейтронного водорода используется протий?
@dmckee - полагаю, да. Спасибо! Я посмотрю таблицу Менделеева.
@SirJony Neon имеет три стабильных изотопа: 20 Не (90,48%), 21 Ne (0,27%) и 22 Ne (9,25%), поэтому в этом случае может иметь смысл указать, какой изотоп вы обсуждаете.
@jim - полагаю, я испортил термин «изотоп» (чрезмерное упрощение школьной физики?). Я думал (dmckee меня поправил), что атомы с неравным числом нейтронов и протонов являются изотопами.
@SirJony - вы, кажется, очень запутались в том, что означает изотоп. И, в частности, изотоп водорода с одним нейтроном называется дейтерием. Изотопы водорода имеют отдельные названия, прежде всего потому, что существуют довольно очевидные различия в химических свойствах соединений с различными изотопами водорода.
@JonCuster - я рассматривал изотопы как атомы с неравным количеством нейтронов и протонов. Я полагаю, что ошибаюсь (учитывая, что 3-4 человека бомбардируют меня исправлениями :-)) и я пойду посмотрю.
@SirJony - да, у вас неправильное представление. Изотопы имеют одинаковое количество протонов и разное количество нейтронов. Вот и все.
@JonCuster - Хорошо, я рад, что о моем замешательстве позаботились. :-)

Ответы (3)

Самый распространенный изотоп водорода не имеет нейтронов. Другими изотопами являются дейтерий с 1 нейтроном и тритий с 2 ​​нейтронами. Поскольку практически весь (99,98% согласно вики) встречающийся в природе водород состоит из изотопа без нейтронов, кажется разумным, что книги показывают его схему при иллюстрации водорода.

В качестве вторичной мотивации один электрон + один протон — это простейший атом, который вы можете себе представить, поэтому это хороший выбор.

С точки зрения лексики: каждый атом является изотопом определенного элемента. Кроме того, каждый элемент состоит из разных изотопов, которые отличаются только количеством нейтронов. Я представил вам три изотопа элемента водорода. В этом случае имеется абсолютно «стандартный» случай с точки зрения распространенности, поэтому мы можем с уверенностью назвать один конкретный изотоп именем элемента. В других случаях этот выбор будет не столь очевиден.

Это то, что я искал. Спасибо! Мне нужно одно уточнение... Если «изотоп» включает в себя вариации количества нейтронов, а «атом» может означать одно и то же, какой смысл иметь идентичное определение?
Изотоп всегда относится к определенному элементу, и я, кажется, понимаю, что вы можете думать о нем больше как о классе, а не как об объекте. Атом — более общий термин, который относится к физической системе, а не к классу физических систем. Вы бы сказали: «атом определенного изотопа Н» или «атом Н». @SirJony Но обратите внимание, что это действительно аккуратный выбор, и, возможно, другие думают об этом по-другому.
Да, я получил много критики за неправильную терминологию из комментариев под моим вопросом :-). Итак, какой термин я бы использовал для изотопа, показанного в таблицах Менделеева (т. е. обычно, но не всегда, равное количество нейтронов и протонов)?
Под «таблицами Менделеева» вы имеете в виду определенный набор таблиц или только периодическую таблицу? В общих периодических таблицах число нейтронов N обычно не указывается. Иногда они указывают эффективную атомную массу А, полученную в результате измерения массы образца этого элемента, который обычно содержит различные изотопы. Я никогда не встречал названия изотопа с N=Z. Это правда, что в большинстве стабильных изотопов N близко к Z из-за ядерной физики.
Например: [ссылка](www.chemicalelements.com). Если вы выбираете элемент из таблицы, в статистике они показывают «количество нейтронов».
Хорошо, я полагаю, что не у всего есть имя. Спасибо за помощь, в любом случае!
В этой вселенной ответ таков: вскоре после Большого взрыва почти весь дейтерий превращается в гелий.

Можно представить себе жизнь в другой вселенной, где большинство ядер элемента с зарядом 1 были дейтерием , а более легкий протий был редким выбросом.

Однако мы не живем в этой вселенной. Большая часть обычной материи во Вселенной — это водород (75 % по массе) и гелий (25 % по массе), которые не перерабатывались со времен Большого взрыва . Дейтерий — особенно хрупкое ядро: он не имеет возбужденных состояний, но делится на протон и нейтрон при столкновении с фотоном с энергией выше 2 МэВ. После этого деления у нейтрона есть всего около пятнадцати минут, прежде чем он распадется на протон, электрон и антинейтрино.

Таким образом, даже если бы в ранней истории Вселенной был период, когда большая часть материи состояла из дейтерия, дейтерий диссоциировал бы на свободные протоны и нейтроны, если бы температура уже не была ниже 2 МэВ.

(Я даже не рассматриваю тритий, период полураспада которого составляет около 12 лет.)

Это почти правильно. BBN имеет место при достаточно низких T (из-за фотодиссоциации дейтерия), но при этих температурах д + д ↔ ЧАС е реакция сильно благоприятствует He и почти не оставляет после себя дейтерия.
Да, есть несколько вещей, которые должны быть другими, чтобы мы жили во Вселенной, насыщенной дейтерием; Я выбрал только один.

Химические свойства элемента всегда определяются атомным номером, то есть количеством протонов в ядре. Все атомы углерода имеют шесть протонов, все атомы железа имеют 26 и т. д. Например, это атомный номер, который занимает видное место в периодической таблице.

Пока в 1932 году не был открыт нейтрон, все было в порядке. После того, как было обнаружено, что нейтрон занимает атомное ядро ​​вместе с протонами, пришлось придумать другое название для атомов, имеющих одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов в ядре. Этим термином был «изотоп», что означает «на том же месте» (в таблице Менделеева, т. е. имеющий тот же атомный номер.

Некоторые изотопы имеют меньше нейтронов, чем протонов, некоторые имеют одинаковое количество протонов и нейтронов, а некоторые изотопы имеют больше нейтронов, чем протонов, но пока совокупность атомов имеет одинаковое количество протонов, тогда все атомы в этом образце состоят из разных изотопов одного и того же элемента.

Во всех случаях количество протонов + количество нейтронов = атомное массовое число атома. Углерод-14, например, содержит 6 протонов + 8 нейтронов, что дает атомное массовое число 14. U-238 имеет 92 протона и 146 нейтронов, а U-235 имеет 92 протона и 143 нейтрона. Химически оба изотопа урана ведут себя одинаково, но U-235 может поддерживать цепную реакцию деления, а U-238 - нет. Эти три дополнительных нейтрона имеют значение на атомном уровне.

Это не совсем то, что я искал. Тем не менее, это было познавательно. Спасибо!
Почему в «типичном» атоме водорода нет нейтрона?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v