质量数
zhì liàng shù
质量数是一个原子核中质子数与中子数之和,是每种同位素特有的整数。
Formula
A = Z + N
Definition
质量数是一个原子中质子数与中子数之和,永远是整数。质量数记作 $A$,满足 $A = Z + N$,写在元素名称之后(如碳-14)或作为符号前的上标(如 $^{14}C$);同一元素的不同同位素有不同的质量数。由于 $A$ 是某一特定核素中核子的总数,它在每一个核反应中都守恒;完整的核素记法 $^{A}_{Z}X$ 将 $A$ 写在符号左上方,$Z$ 写在左下方。以原子质量单位表示的核素实际质量接近但并不等于 $A$,因为核结合能会把一小部分质量转化为能量。
Example
含有 $6$ 个质子和 $6$ 个中子的碳原子,质量数为 $12$,因此称为碳-12。氯-35有 $17$ 个质子和 $18$ 个中子($A = 35$),氯-37则有 $20$ 个中子($A = 37$)。铀-235写作 $^{235}_{92}U$,其中子数 $N = 235 - 92 = 143$,实测原子质量为 $235.044\text{ amu}$,因质量亏损而与 $235$ 略有偏差。
Key Insight
电子的质量小到可以忽略不计,因此不计入质量数,只有原子核才重要。质量数是针对单个原子的计数,而周期表上的原子质量则是对各同位素的加权平均,这就是它带小数点的原因。配平核反应方程式,意味着让方程两边的 $A$ 与 $Z$ 都各自相等:在 $^{235}_{92}U + ^{1}_{0}n \rightarrow ^{141}_{56}Ba + ^{92}_{36}Kr + 3\,^{1}_{0}n$ 中,两边质量数之和都是 $236$。