เลขอะตอม เลขมวล และไอโซโทป

นี่คืออะตอม นิวเคลียสของอะตอมตัวนี้มีโปรตอนสามตัว และนิวตรอนสามตัว.... ส่วนรอบๆนิวเคลียสก็มีอิเล็กตรอน อีกสามตัว หนึ่งใน "สาม" ตัวนี้ทำให้เรารู้ว่ามันคือ อะตอมลิเธียม ว่าแต่เป็นตัวไหนในสามตัวนี้ล่ะ? จะเกิดอะไรขึ้นนะ ถ้ามีอิเล็กตรอนน้อยลง ตัวนึง? มันจะเกิดเป็นไอออนยังไงล่ะ แต่มันก็ยังเป็นไอออนของธาตุเดิมอยู่ดี ธาตุลิเธียม แล้วถ้ามีนิวตรอนมากขึ้นตัวนึงล่ะ? จะเกิดเป็นธาตุใหม่ไหม? ไม่ อะตอมลิเธียมบางตัวมีนิวตรอนสี่ตัว ดังนั้น นิวตรอนจึงไม่ใช่ปัจจัยที่ทำให้ เกิดการเปลี่ยนแปลงของธาตุเช่นกัน แต่ว่า หากเราเพิ่มหรือเอาโปรตอนออกจาก อะตอม อะตอมตัวนั้นจะกลายเป็นอะตอมของธาตุใหม่ จำนวนของโปรตอน เป็นตัวบ่งชี้ว่าอะตอมตัวนั้นๆ เป็นอะตอม ของธาตุอะไร จำนวนของโปรตอนในอะตอมนั้นมี ชื่อเรียกพิเศษ เรียกว่า เลขอะตอม ไฮโดรเจนมีเลขอะตอม หนึ่ง ซึ่งหมายความว่า อะตอมที่มีโปรตอนหนึ่งตัว จะเป็นอะตอมไฮโดรเจนเสมอ ไม่ว่ามันจะมีนิวตรอนหรืออิเล็กตรอน กี่ตัวก็ตาม ธาตุต่อไปคือธาตุฮีเลียม ที่มีเลขอะตอม สอง มันมีโปรตรอนสองตัวเสมอ ดังนั้นโปรตอนสามตัวก็คือสิ่งที่ ทำให้เกิดนี่.... อะตอมลิเธียม จำนวนของโปรตอนหรือเลขอะตอม เป็นตัวกำหนดธาตุ.... แล้วจำนวนของนิวตรอนล่ะ? มาดูลิเธียมสองแบบนี้กันเถอะ ถ้าเรานับจำนวนของอนุภาคทั้งหมด ในนิวเคลียส อะตอมตัวนี้จะมีโปรตอนสามตัว และนิวตรอนสี่ตัว หรือมีอนุภาคทั้งหมดเท่ากับเจ็ดตัว อะตอมลิเธียมแบบนี้เรียกว่า ลิเธียมเจ็ด อะตอมลิเธียมที่มีนิวตรอนสามตัว มีอนุภาคทั้งหมดหกตัว เราจึงเรียกมันว่า ลิเธียมหก ลิเธียมเจ็ดและลิเธียมหกคือไอโซโทป ทั้งสองของลิเธียม พวกมันมีจำนวนโปรตอนเท่ากัน แต่มีจำนวนนิวตรอนไม่เท่ากัน จำนวนของนิวตรอนไม่ได้ส่งผลกระทบ ต่อสมบัติทางเคมีมากนัก แต่มันส่งผลกระทบต่อมวลของอะตอม นี่เป็นเหตุผลที่ว่าทำไมเราถึงเรียก จำนวนของอนุภาคในนิวเคลียส ว่า เลขมวล เช่นเดียวกับ เลขอะตอม เลขมวลนั้น เป็นจำนวนเต็มเสมอ เนื่องจากเราไม่สามารถมีโปรตอน 3.5 ตัว หรือนิวตรอน 1.2 ตัวได้ แล้วลิเธียมมีไอโซโทปมากกว่าสองไอโซโทปนี้ รึปล่าว? ก็มี แต่... พวกมันไม่เสถียร เราสามารถสร้างมันได้ในห้องแล็บ แต่ไอโซโทปเหล่านี้มีอายุสั้น และไม่มีอยู่ในธรรมชาติ ธาตุบางธาตุมีแค่ไอโซโทปเดียว อย่างเช่น ฟลูออรีน อะตอมฟลูออรีนในธรรมชาติทั้งหมด มีโปรตอนเก้าตัวและนิวตรอนสิบตัว พวกมันจึงล้วนมีเลขมวลเท่ากับ... 19 ธาตุอื่นๆมีไอโซโทปที่แตกต่างมากมาย ดีบุกมีเยอะที่สุด โดยมีไอโซโทปที่เสถียรถึงสิบไอโซโทป พวกมันล้วนมีโปรตรอน 50 ตัว แต่อาจมีนิวตรอนตั้งแต่ 62 ถึง 74 ตัว! ไอโซโทปแต่ละไอโซโทปนั้น แทบจะไม่แตกต่าง กันเลย เมื่อพูดถึงพฤติกรรมทางเคมีของมัน มีแค่มวลเท่านั้นแหละ ที่แตกต่าง บางครั้ง เราควรรู้มวลเฉลี่ย ของอะตอมทั้งหมดในธาตุนั้นๆ เราใช้มันคำนวณจำนวนของอะตอม ในตัวอย่าง โดยการชั่งน้ำหนัก แน่นอนว่ามวลเฉลี่ยนี้สามารถหาได้จาก การนำไอโซโทปต่างๆของธาตุนั้นๆ มารวมกัน ถ้ามีไอโซโทปที่หนักมากกว่า ธาตุนั้นก็จะมีมวลเฉลี่ยมากขึ้น เลขมวลคือ จำนวนของโปรตอน บวกกับจำนวนของนิวตรอน หรือว่าจำนวนรวมของอนุภาคนั่นเอง อะตอมที่มีเลขมวลต่างกัน คือไอโซโทปต่างๆของธาตุนั้นๆ ธาตุส่วนใหญ่มีหลายไอโซโทป เลขอะตอม คือ จำนวนของโปรตอนในนิวเคลียสของ อะตอมนั้นๆ ซึ่งเป็นตังบ่งชี้ว่าอะตอมตัวนั้น เป็นอะตอมของธาตุอะไร