原子核の質量とか、電子の質量の総和とか、電子の総数ってどうやって求めるんですか？ 教えてください！

原子核の質量とか、電子の質量の総和とか、電子の総数ってどうやって求めるんですか？
教えてください！

質問者からの補足コメント

• 原子核の質量って、陽子＋中性子でいいのですか？

    補足日時：2018/04/21 23:23

No.3 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2018/04/22 13:45

原子核の質量は、陽子と中性子の質量がほぼ等しいので、

「陽子と中性子の数の合計」（陽子・中性子１個あたりの質量の何倍か）
で表わします。
このとき、#1&2 さんも書かれていますが、「電子の質量は、陽子や中性子の質量に比べて非常に小さい」（確か陽子１個の質量の 1/1800 ぐらい）ので、「原子の質量」も、ほぼ
「陽子と中性子の数の合計」（陽子・中性子１個あたりの質量の何倍か）
で表わせます。

なので、
　陽子の数 + 中性子の数 = 質量数
と呼びます。問題文の元素記号の「左上」に書いてある小さな数が「質量数」です。

＞原子核の質量って、陽子＋中性子でいいのですか？

「原子核の質量」は、「陽子の質量の総和＋中性子の質量の総和」ということです。
「陽子１個の質量 ＝ 中性子１個の質量」と考えてよいので、
　原子核の質量 = （陽子＋中性子の総数）×（陽子１個の質量）
　　　　　　　= （質量数）×（陽子１個の質量）
ということです。

元素は、「原子番号」つまり「陽子の数 = 電子の数（電離していない中性原子のときの）」で決まります。
電子の数が同じだと、化学的な性質がほぼ同じだからです。

従って、上の式から
　 質量数 - 原子番号 = 中性子の数
ということも分かりますね。

以上の知識を使って問題を解けば、次のようになります。

共通事項として、酸素の原子番号は「8」、つまり陽子の数は「8個」です。

①　「16O の原子核の質量」は「陽子１個の質量 × 16」ということです。
　「16O の陽子の質量の総和」は「陽子１個の質量 × 8」ということです。
なので、割り算結果は
　16 ÷ 2 = 8

② 中性子数 = 質量数 - 原子番号 = 16 - 8 = 8 ですから
　「16O の中性子の質量の総和」は「陽子１個の質量 × 8」ということです。
　電子１個の質量は、陽子１個のおよそ 1/1800 として、「16O の電子の質量の総和」は「陽子１個の質量 × 8/1800」ということです。
なので、割り算結果は
　8 ÷ (8/1800) = 1800

③　「16O の陽子の総和」は「8」です。
　「16O の電子の総数」も「8」です。
なので、割り算結果は
　8 ÷ 8 = 1

④　18O は、「質量数が 18」ということですから、「陽子が8個、中性子が10個」という酸素（原子番号は同じ「8」）ということです。
　なので「18O の質量」は「陽子１個の質量 × 18」ということです。
　「16O の質量」は「陽子１個の質量 × 16」です。
なので、割り算結果は
　18 ÷ 16 = 9/8

⑤　18O も、原子番号は 16O と同じ「8」ですから、「18O の陽子の総数」は「8」です。中性子の数が違うのです。
　「16O の陽子の総数」も「8」です。
なので、割り算結果は
　8 ÷ 8 = 1

以上より、最も大きな数になるのは②です。

この回答へのお礼

1800って知らなかったら解けない問題ですか？

お礼日時：2018/04/22 20:55

No.4 回答者： yhr2 回答日時： 2018/04/22 14:03

No.3です。

もうひとこと。

「質量」と「個数」は別個のものですから、区別して考えましょう。

No.3 に書いたように、
「陽子１個の質量」
と、
「陽子、中性子が何個あるか」
ということで「質量」を算出します。

「比」を出すだけなら「個数」だけを比較すれば算出できます。
通常はこれで計算すればよいので、「陽子１個の質量」などを暗記する必要はありません。

＞電子の質量の総和とか、電子の総数ってどうやって求めるんですか？

「電子の総数」は「原子番号」そのものですから、元素が決まれば決まります。
「電子の質量の総和」は、その「電子の総数」に「電子１個の質量」をかけ算しなければいけません。
上と同じように「電子１個の質量」を暗記する必要はありません。
#1 さんのように、「陽子１個の質量に比べて非常に小さい」ということさえ知っていれば十分です。

No.2 回答者： doc_somday 回答日時： 2018/04/21 23:35

＞原子核の質量って、陽子＋中性子でいいのですか？

はい、高校まではそう覚えて下さい、文系の方は死ぬまでそれで構いません。理系になると医師でも、実際には陽子と中性子なんか無く、クォークをグルーオンが結びつけているだけ、と知っていなければなりません。でも陽子と中性子がなぜくっついているのかの理論を確立したのは湯川秀樹先生で、その力を強い力と呼び、媒介するのはπオン、と日本人ならおぼえておいても損にはなりません。

No.1 回答者： doc_somday 回答日時： 2018/04/21 23:20

元プロです。

電子の質量は覚えなくて結構、私も忘れました。電子の質量が陽子・中性子に比べて圧倒的に小さいことだけ覚えておいて下さい。
陽子の数は原子番号と同じです。原子の質量は全陽子の質量と全中性子の質量の和で、高校では電子は無視です。左肩付きの自然数はおよその質量です。16Ｏと書いてあったら「さんそじゅうろく」、18Ｏなら「さんそじゅうはち」と読みます、どちらも安定な原子で、安定な酸素には17Ｏもあります。
中性の原子では陽子の数と電子の数は同じです。