Jądro atomowe złożone jest z dodatnio naładowanych protonów i obojętnych elektrycznie neutronów, które nazywamy nukleonami.

Całkowita liczba nukleonów w jądrze to liczba masowa A. Liczba protonów w jądrze to liczba atomowa Z, natomiast o liczbie neutronów w jądrze informuje nas tzw. liczba neutronowa N. Liczby te związane są ze sobą poprzez następującą zależność:

Jądro atomu pierwiastka o symbolu , liczbie atomowej  i liczbie masowej  oznaczamy następująco:

O tym z jądrem atomu jakiego pierwiastka mamy do czynienia informuje nas jednoznacznie jego liczba atomowa, czyli liczba zawartych w nim protonów. A zatem jeśli w danym jądrze znajduje się jeden proton, to mamy do czynienia z jądrem wodoru, jeśli są w nim dwa protony, to jest to jądro helu itd.

Jądra atomowe o jednakowej liczbie protonów (czyli stanowiące jądra atomów tego samego pierwiastka), lecz różniące się liczbą neutronów, nazywamy izotopami. I tak, przykładowo wodór posiada trzy izotopy: prot (jeden proton, brak neutronów), deuter (jeden proton i jeden neutron) oraz tryt (jeden proton i dwa neutrony). Zgodnie ze wcześniejszą informacją, izotopy te moglibyśmy zapisać symbolicznie jako odpowiednio:  (prot),  (deuter),  (tryt).

Każdy naturalnie występujący pierwiastek charakteryzuje się pewnym określonym w nim udziałem procentowym danego izotopu (np. w przypadku miedzi około 69,17% całości stanowią atomy z jądrem będącym izotopem , a pozostałe 30,83% to atomy z jądrem ). W związku z tym, licząc np. masę molową danego pierwiastka, należy uwzględnić te procentowe wkłady różnych izotopów, toteż masa molowa danego pierwiastka jest średnią ważoną mas molowych jego izotopów.

Masę pojedynczego atomu, jego jądra, czy też innych obiektów w skali atomowej bądź jądrowej często wyrażamy z użyciem używamy jednostki masy atomowej , gdzie . Z definicji jednostka masy atomowej to  masy atomu  (jest to zatem w przybliżeniu masa atomu wodoru ). Ponieważ  to w przybliżeniu masa pojedynczego protonu lub neutronu, to masy jąder atomowych składających się z określonej liczby nukleonów możemy szacować jako iloczyn liczby zawartych w nich nukleonów i jednostki masy atomowej. I tak, np. możemy oszacować masę izotopu  jako:

Przykład:

Podaj skład jądra izotopu potasu  i oszacuj jego masę.

Rozwiązanie:

Liczba protonów w jądrze: , liczba neutronów w jądrze: .

Szacujemy masę jądra jako:

Zadania do zrobienia:

1. Zapisz ile protonów i neutronów znajduje się w jądrach następujących izotopów tlenu: , , , .

Odp.: kolejno 8 protonów i 8 neutronów, 8 protonów i 9 neutronów, 8 protonów i 10 neutronów, 8 protonów i 11 neutronów.

2. Srebro ma dwa stabilne izotopy:  o masie molowej równej 106,905 095 g/mol i zawartości 51,83% oraz  o masie molowej równej 108,904 754 g/mol i zawartości 48,17%. Oblicz molową srebra.

Odp.: 1

Jeśli jesteś zainteresowany/a dodatkowymi materiałami dotyczącymi tego zagadnienia, to pod poniższym linkiem znajdziesz płatne (60 zł) dwugodzinne nagranie z omówieniem teorii i rozwiązaniami zadań maturalnych w tej tematyce:

https://szkolamaturzystow.pl/kurs/kurs-maturalny-fizyka-kwanty-fizyka-atomowa-fizyka-jadrowa