Paras vastaus
Hiilen atomiluku on 6. Joten atomin kutsutaan hiiliatomiksi , siinä on oltava 6 protonia. Esimerkiksi, jos atomissa on 7 protonia, se ei enää ole hiiltä, vaan on typpeä. Mikään atomi, jolla ei ole 6 protonia, ei ole hiiltä.
Elektronien määrän on oltava sama kuin atomissa olevien protonien lukumäärä, jotta se voidaan varata neutraalisti. Joten myös elektronien lukumäärän tulisi olla 6 .
Kuitenkin neutronit voivat vaihdella isotoopin mukaan. Hiilen isotooppi on tietyntyyppinen hiili. Esimerkiksi, sinulla voi olla hiili-12, jossa on 6 neutronia. Hiili-13: lla olisi 7 neutronia, hiili-14: llä olisi 8 neutronia ja niin edelleen.
Helppo tapa löytää atomien neutronien määrä olisi tarkastella atomimassaa ja vähentää luku. protoneja siitä. Esimerkiksi, jos atomisi atomimassa on 11, ja tiedät, että atomissasi on 6 protonia, voit vähentää 6 11: stä, joka antaa sinulle 5. Voit sitten kertoa, että sinulla on 5 neutronia. Tämä toimii, koska protonit ja neutronit ovat kumpikin noin 1 amu, kun taas elektronit ovat erittäin kevyitä, joten eivät yleensä vaikuta moniin laskelmiin.
Vastaus
Se on seurausta Aufbaun periaate . Tämä on periaate, joka määrittää, mitkä kiertoradat ovat elektronien käytössä sen perusteella, kuinka monta elektronia siellä on. Se kertoo sanovan, että n elektronia yrittää täyttää n pienintä energiaa vaativaa orbitaalia.
Hiili on alkuaine, jolla on atomiluku 6. Tämä tarkoittaa, että ionisoimattomana sillä on 6 elektronia tasapainottamaan sen 6 protonin varausta.
Kaksi ensimmäistä elektronia täyttävät 2 s kiertoradat ensimmäisessä (sisimmässä) kuoressa.
Tämä jättää neljä elektronia toiseen kuoreen, joka , koska niitä ei ole enää, on uloin kuori. Koska nämä toisen kuoren orbitaalit ovat kauimpana ytimestä, nämä ovat niitä, joiden kanssa muut atomit voivat olla vuorovaikutuksessa muodostaessaan kemiallisia sidoksia. Siksi uloin kuori on valenssikuori ja elektronit, jotka miehittävät sen milloin tahansa valenssielektronit. (”Valenssi” tarkoittaa ”voimaa”, ”yhdistämällä voimaa” – kykyä tehdä uusia yhdistelmiä ja sidoksia.)
Katsokaa tätä kaaviota, joka kuvaa kuinka sisempi kuori on kokonaan nielemä ulkokuori, ja siksi siihen ei pääse kemiallisen vuorovaikutuksen vuoksi:
Tämä kaavio on hieman harhaanjohtava, koska se näyttää viittaavan siihen, että p-orbitaalit ovat jotenkin erotettavissa tai elektronit rajoittuvat jotenkin ikuisesti tarkalleen yhteen kiertoradalle. Itse asiassa elektronit itse eivät ole erotettavissa, ja ne voivat liikkua ja voivat liikkua vapaasti kiertoradan välillä, kunhan ne tekevät niin ilman Aufbau-periaatteen pitkäaikaisia rikkomuksia. Toisin sanoen voimme sanoa, että perustilassa olevalla ionisoimattomalla hiiliatomilla on aina 2 2s elektronia ja 2 2p elektronia, mutta emme voi sanoa kumpi orbitaalit ovat varattuja – elektronit eivät vain käyttäydy tavalla, joka on järkevä esittää.