Kimya biliminin en değerli kavramlarından biri atom, atomun en kıymetli özelliklerinden bir tanesi kütle numarası olarak da bilinen nükleon sayısıdır. Bu numara bize atom tipi hakkında kıymetli bilgiler verir, bu nedenle de bilinmesi kıymetlidir. Gelin kütle numarası yani nükleon sayısı nedir, nasıl bulunur üzere merak edilen soruları tüm ayrıntılarıyla inceleyelim.
Kimyanın tahminen en çok üzerinde durduğu kavramlardan bir tanesi atomdur. Hatta atom bir devir hususun en küçük hali olarak bilinirdi fakat içerisinde proton, nötron ve elektron olduğu ortaya çıktı. Tam bunlar en küçük modül demişken öteki atomaltı parçacıklar ortaya çıktı. Yeniden de söyleyebiliriz ki atomun temel parçacıkları proton ile nötrondur ve kütle numarası olarak bilinen nükleon sayısı tam olarak bu kesimleri tabir eder.
Atom numarası nedir az çok anlamıştık, pekala bu nükleon sayısı yani kütle numarası nereden çıktı diye sormayın. Zira atomun her bir kesimi aslında onun cinsini belirlemek için son derece değerli bedellerdir. Hatta o denli ki bu bedellerin farklı çıkması demek o atomun değişik bir tıp olduğunu ortaya koyar. En yeterlisi gelin kütle numarası yani nükleon sayısı nedir, nasıl bulunur üzere merak edilen sorulara biraz daha yakından bakalım.
Hiç bilmeyenler için temelden başlayalım; Atom nedir?
Bildiğimiz kainatta, hususun fizikî ve kimyasal niteliklerini taşıyan en küçük yapıtaşı atom olarak isimlendirilir. Atomun çekirdeğinde proton ve nötronlar vardır, bir de bu çekirdeği saran elektronlar vardır. Atomun sahip olduğu proton, nötron ve elektron sayısına nazaran atomun çeşidi belirlenmektedir.
Peki ya nükleon nedir?
Atomun, içinde proton ve nötron dolu bir çekirdek ve onu saran elektronlardan oluştuğunu söylemiştik. İşte bu proton ve nötron, nükleon ortak ismine sahiptir. Atom çekirdeğinin temel parçacığı olarak kabul edilir. Aslında tek değildir, kuark ve gluonlardan oluşan bileşik parçacıklardandadır. Atomaltı parçacıkların baryon sınıfının bir parçasıdırlar.
Kütle numarası olarak da bilinen nükleon sayısı nedir?
Aslında nükleonun tarifini yapınca nükleon sayısının da ne olduğu az çok ortaya çıkıyor. Kütle numarası olarak isimlendirilen nükleon sayısı, bir atomun çekirdeğinde bulunan proton ve nötron sayısının yani nükleonların toplam pahasıdır.
En kolay uygulayabileceğiniz formülüyle nükleon sayısı nasıl bulunur?
- Kütle numarası yani nükleon sayısı = A
- Proton sayısı = Z
- Nötron sayısı = N
- A = Z + N
- yani
- Kütle numarası yani nükleon sayısı = proton sayısı + nötron sayısı
Kütle numarası yani nükleon sayısı bulmayı örnekler üzerinden görelim:
Örnek 1:
- Helyum atomunun 2 protonu, 2 nötronu var.
- A = Z + N
- A = 2 + 2
- A = 4
- Yani helyum atomunun nükleon sayısı 4
Örnek 2:
- Oksijen atomunun 8 protonu, 8 nötronu var.
- A = Z + N
- A = 8 + 8
- A = 16
- Yani helyum atomunun nükleon sayısı 16
Örnek 3:
- Sodyum atomunun 11 protonu, 12 nötronu var.
- A = Z + N
- A = 11 + 12
- A = 23
- Yani helyum atomunun nükleon sayısı 23
Örnek 4:
- Klor atomunun 17 protonu, 18 nötronu var.
- A = Z + N
- A = 17 + 18
- A = 35
- Yani helyum atomunun nükleon sayısı 35
Tamam lakin kütle numarasını buluyoruz da ne oluyor, nükleon sayısı neyi gösterir?
Aslında atom kesimindeki en değerli kıymet proton sayısıdır. Zira buna nazaran atom tipi belirlenir. Nükleon sayısı da bu tipi belirleyen farklı bir etkendir. Mesela bir atomun proton sayısı değişirse ortaya farklı bir element çıkar. Elektron sayısı değişirse ortaya iyot çıkar. Nötron sayısı değişirse de ortaya bir izotop çıkar. Yani nükleon sayısı atom çeşidini belirlemek için son derece değerlidir.
Bir de atom numarası var:
Atom numarası, bir atomun çekirdeğinde bulunan proton sayısını söz eder. Nötr durumda olan kimyasal elementlerde elektron ve proton sayısı eşittir lakin farklı durumlar da vardır. Formülümüzde Z olarak gösterdiğimiz proton sayısı birebir vakitte atom numarasını da tabir etmektedir. Atom numarası hakkındaki ayrıntıları daha evvel buradaki yazımızda anlatmıştık.
Atom içeriğinde her şey birbirine bağlıdır:
Atomun pek çok farklı alt parçacığı olduğu için başınız biraz karışmış olabilir fakat atomun tipini belirleyen yani onu karakteristik olarak tanımlayan en temel özelliği aslında çekirdeğinde barındırdığı proton sayıdır. Birebir vakitte atom numarası olan proton sayısı, sizin hangi atoma baktığınızı şıp diye anlamanızı sağlar.
Nötron sayısı ise değişiklik gösterir. Bu nedenle proton sayısı atom numarası olarak atoma değişmez bir kimlik kazandırırken nükleon sayısı yani kütle numarası tam olarak bu türlü bir bedel değildir. Nötron sayısı bakımından değişiklik gösteren atom formlarına izotop dendiğini esasen söylemiştik.
Yukarıda da formülünü verdiğimiz üzere kütle numarası yani nükleon sayısı, atom çekirdeğinde bulunan proton sayısı ile nötron sayısının toplamıdır. Diyelim bir atomun atom numarasını yani proton sayısını ve nükleon sayısını biliyorsunuz. Bu atomun nötron sayısını bulmak için nükleon sayısından yani kütle numarasından proton sayısını çıkarmanız kâfi.
Kimyanın en temel mevzularından bir tanesi olan kütle numarası yani nükleon sayısı nasıl bulunur sorusunu yanıtlayarak uygulayabileceğiniz formülü örnekler üzerinden anlattık. Elbette atom, içine daldığınız vakit kaybolacağınız bir okyanus kadar derin bir husus fakat biz bu yazımızda sadece birinci kere tanışanlar için temel bir bilgilendirme yapmayı hedefledik.
