Изотопы кислорода различаются по числу нейтронов в ядре, в то время как число протонов и электронов остаётся постоянным для всех изотопов одного элемента. Рассмотрим каждый изотоп кислорода, который вы упомянули: с массовыми числами 16, 17 и 18.
1. Протоны, нейтроны и электроны
Кислород-16 (O-16):
- Протоны: Число протонов у всех изотопов кислорода одинаково и равно 8, так как это определяет его место в таблице Менделеева.
- Нейтроны: Массовое число изотопа равно сумме протонов и нейтронов. Для O-16: 16 (массовое число) - 8 (протоны) = 8 нейтронов.
- Электроны: В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов, то есть 8.
Кислород-17 (O-17):
- Протоны: 8
- Нейтроны: 17 (массовое число) - 8 (протоны) = 9 нейтронов.
- Электроны: 8
Кислород-18 (O-18):
- Протоны: 8
- Нейтроны: 18 (массовое число) - 8 (протоны) = 10 нейтронов.
- Электроны: 8
2. Относительная атомная масса
Относительная атомная масса элемента рассчитывается с учётом масс и распространённости его изотопов в природе. У кислорода массовые доли изотопов распределены следующим образом:
- O-16: около 99.76%
- O-17: около 0.04%
- O-18: около 0.20%
Относительная атомная масса кислорода рассчитывается как средневзвешенное значение:
[ \text{Относительная атомная масса} = (16 \times 0.9976) + (17 \times 0.0004) + (18 \times 0.0020) = 16.0044 ]
Часто в таблицах указывается округлённое значение 16.00, так как доля O-16 преобладает.
3. Заряд
В нейтральном атоме кислорода суммарный заряд равен нулю, так как число положительно заряженных протонов равно числу отрицательно заряженных электронов. Таким образом, заряд нейтрального атома кислорода равен 0.
Если же мы рассматриваем ионы кислорода, то, например, в случае иона O²⁻ число электронов увеличивается до 10 (на 2 больше, чем число протонов), что даёт иону отрицательный заряд -2.
Таким образом, каждый изотоп кислорода в нейтральном состоянии имеет 8 протонов, 8 электронов и разное число нейтронов в зависимости от изотопа, а относительная атомная масса кислорода с учётом всех изотопов составляет около 16.00.