Hiukkaset
Syötä protonien lukumäärä (järjestysluku Z) ja neutronien lukumäärä N. Valitse, lasketaanko elektronit mukaan neutraalin atomin massaan.
Laske atomin massa protonien, neutronien ja elektronien lukumäärästä sekä massaluku A = Z + N.
Syötä protonien lukumäärä (järjestysluku Z) ja neutronien lukumäärä N. Valitse, lasketaanko elektronit mukaan neutraalin atomin massaan.
Tällä laskurilla lasket atomin massan sen rakenneosista eli protoneista, neutroneista ja elektroneista. Laskuri laskee myös massaluvun A = Z + N. Tulos havainnollistaa, miten atomin massa muodostuu ja miksi se eroaa hieman ytimen todellisesta mitatusta massasta.
Atomi koostuu ytimestä ja sitä ympäröivistä elektroneista. Ytimessä on protoneja ja neutroneja, joita yhdessä kutsutaan nukleoneiksi. Protonien lukumäärä Z eli järjestysluku määrää alkuaineen, ja neutronien lukumäärä N voi vaihdella saman alkuaineen isotooppien välillä.
Atomin hiukkasten yhteismassa saadaan laskemalla yhteen kaikkien hiukkasten massat.
m = Z × mₚ + N × mₙ + Z × mₑ
Kaavassa Z on protonien määrä, N neutronien määrä, mₚ ≈ 1,007276 u protonin massa, mₙ ≈ 1,008665 u neutronin massa ja mₑ ≈ 0,000549 u elektronin massa. Massaluku on A = Z + N.
Lasketaan hiili-12-atomin hiukkasten yhteismassa. Siinä on 6 protonia, 6 neutronia ja 6 elektronia.
Hiukkasten yhteismassa on aina hieman suurempi kuin atomin mitattu massa. Tätä eroa kutsutaan massavajaukseksi. Se vastaa energiaa, joka vapautuu, kun nukleonit sitoutuvat ytimeksi. Yhteys massan ja energian välillä on Einsteinin kaava E = mc². Massavajaus on siis ytimen sidosenergian mitta.
Massat annetaan atomimassayksikköinä (u), jolloin myös tulos on yksikössä u. Yksi u on määritelmän mukaan 1/12 hiili-12-atomin massasta. Protonien, neutronien ja elektronien lukumäärät ovat kokonaislukuja.
Atomin massan laskeminen hiukkasista auttaa hahmottamaan atomin rakenteen ja massavajauksen käsitteen. Lukion kemiassa ja fysiikassa (KE, FY) tämä yhdistää ytimen rakenteen, isotoopit ja sidosenergian. Se pohjustaa myös ydinreaktioiden ja radioaktiivisuuden ymmärtämistä.