เลขอะตอมกับเลขมวลต่างกันอย่างไร? แบบฝึกหัดพร้อมเฉลย

ในตารางธาตุ IUPAC ช่องของคลอรีนมีทั้ง 17 และ 35.45 ถ้าโจทย์เคมี ม.4 ให้หาจำนวนนิวตรอนของไอออนคลอไรด์ จะใช้เลขไหน? เลขอะตอม 17 บอกว่ามีโปรตอน 17 ตัว ส่วนเลขมวลคือจำนวนโปรตอนกับนิวตรอนรวมกัน พอรู้ว่าโจทย์ให้คลอรีนไอโซโทปไหน ก็ใช้เลขมวลของไอโซโทปนั้นลบ 17 ได้เลย ตารางธาตุ IUPAC (PDF) คู่มือเคมี ม.4 ของ สสวท.

อ่านสัญลักษณ์นิวเคลียร์จากสามตำแหน่ง

ลองดู ³⁷₁₇Cl⁻ ตัวเลขด้านซ้ายอาจดูเรียงเยื้องกันบนหน้าจอ ให้อ่านเลขยก ³⁷ และเลขห้อย ₁₇ แยกกัน แล้วดูประจุ ⁻ ทางขวาของ Cl

ตำแหน่งรอบ Cl	ค่าที่อ่านได้	ความหมาย
ซ้ายบน (เลขยก ³⁷)	A = 37	เลขมวล คือจำนวนโปรตอนกับนิวตรอนรวมกัน
ซ้ายล่าง (เลขห้อย ₁₇)	Z = 17	เลขอะตอม คือจำนวนโปรตอน ใช้ระบุว่าเป็นธาตุใด
ขวาบน (เครื่องหมาย ⁻)	q = −1	ประจุของไอออน เครื่องหมาย ⁺ หรือ ⁻ เพียงตัวเดียวหมายถึง +1 หรือ −1

ให้ p แทนจำนวนโปรตอน n แทนจำนวนนิวตรอน และ e แทนจำนวนอิเล็กตรอน อ่านโปรตอนจาก p = Z แล้วหานิวตรอนด้วย n = A − Z สำหรับอิเล็กตรอนใช้ e = p − q โดยแทน q พร้อมเครื่องหมาย เช่น ถ้า q = −1 ให้ลบ (−1) จึงได้อิเล็กตรอนเพิ่มจากจำนวนโปรตอน 1 ตัว อะตอมเป็นกลางมี q = 0 และเว้นตำแหน่งประจุไว้ สัญลักษณ์นิวเคลียร์และวิธีหาประจุจาก OpenStax

ใช้เลขมวลไหนเมื่อโจทย์ให้คลอไรด์

ค่า 35.45 คือค่าน้ำหนักอะตอมมาตรฐานแบบย่อที่ IUPAC แสดงสำหรับคลอรีน ค่านี้สัมพันธ์กับมวลและสัดส่วนตามธรรมชาติของไอโซโทปคลอรีน คลอรีนมีไอโซโทปเสถียรสองชนิด คือคลอรีน-35 กับคลอรีน-37 ชื่อไอโซโทปบอกเลขมวลโดยตรง ค่าน้ำหนักอะตอมในตารางอย่างเดียวจึงระบุจำนวนนิวตรอนของไอออนตัวหนึ่งไม่ได้ มวลและสัดส่วนไอโซโทปคลอรีนจาก CIAAW

ถ้าโจทย์ให้ไอออนคลอไรด์ของ คลอรีน-37 ให้ใช้ A = 37 กับ Z = 17 และ q = −1 จึงมีโปรตอน 17 ตัว นิวตรอน 37 − 17 = 20 ตัว และอิเล็กตรอน 17 − (−1) = 18 ตัว ตรวจกลับได้จาก 17 + 20 = 37 และ 17 − 18 = −1

อะตอมหรือไอออน	โปรตอน	นิวตรอน	อิเล็กตรอน
คลอรีน-35 เป็นกลาง (³⁵₁₇Cl)	17	18	17
คลอไรด์ของคลอรีน-35 (³⁵₁₇Cl⁻)	17	18	18
คลอไรด์ของคลอรีน-37 (³⁷₁₇Cl⁻)	17	20	18

เมื่ออะตอมคลอรีน-35 รับอิเล็กตรอนหนึ่งตัวเป็นคลอไรด์ จำนวนโปรตอนและนิวตรอนเท่าเดิม ส่วนคลอไรด์สองแถวท้ายมีประจุเท่ากัน และคลอรีน-37 มีนิวตรอนมากกว่าคลอรีน-35 อยู่ 2 ตัว

ถ้าโจทย์ให้สัญลักษณ์ธาตุโดยเว้นเลขซ้ายล่าง ให้เปิดตารางธาตุหา Z ได้เลย สำหรับ A ให้ดูเลขซ้ายบน ชื่อไอโซโทป หรือข้อมูลอื่นในโจทย์ที่ใช้หาเลขมวลได้ ตารางค้นหาชื่อธาตุ สัญลักษณ์ และเลขอะตอม

แบบฝึกหัดเลขอะตอมและเลขมวล 5 ข้อ

ลองจดคำตอบก่อนเลื่อนลงไปดูเฉลย ถ้าโจทย์ให้ข้อมูลครบ ใช้ p + n = A ตรวจเลขมวล และ p − e = q ตรวจประจุพร้อมเครื่องหมาย

1. ใน ²⁴₁₂Mg²⁺ มีโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอนอย่างละกี่ตัว? ลองใช้ประจุตรวจว่าคำตอบอิเล็กตรอน 14 ตัวใช้ได้ไหม
2. อะตอม ²⁴₁₂Mg กับ ²⁵₁₂Mg เป็นธาตุเดียวกันไหม? อะตอมไหนมีนิวตรอนมากกว่า และมากกว่ากี่ตัว?
3. ใน ¹⁶₈O²⁻ มีโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอนอย่างละกี่ตัว?
4. โจทย์ให้ Mg²⁺ กับข้อมูลจากช่องแมกนีเซียมในตารางธาตุ IUPAC ซึ่งมีเลขอะตอม 12 และค่าน้ำหนักอะตอมมาตรฐานแบบย่อ 24.305 จากข้อมูลเท่านี้ หาจำนวนอนุภาคชนิดใดได้บ้าง?
5. ไอออนหนึ่งมีโปรตอน 11 ตัว นิวตรอน 12 ตัว และอิเล็กตรอน 10 ตัว เป็นไอออนของธาตุอะไร? เขียนสัญลักษณ์พร้อมเลขอะตอม เลขมวล และประจุ

เฉลยพร้อมวิธีตรวจคำตอบ

1. โปรตอน 12 ตัว นิวตรอน 12 ตัว และอิเล็กตรอน 10 ตัว อ่าน Z = 12 แล้วหา n จาก 24 − 12 ตรวจเลขมวลได้จาก 12 + 12 = 24 ถ้านับอิเล็กตรอนได้ 14 ตัว จะได้ประจุ 12 − 14 = −2 พอใช้อิเล็กตรอน 10 ตัวจึงได้ 12 − 10 = +2 ตรงกับโจทย์
2. ทั้งสองเป็นแมกนีเซียม และแมกนีเซียม-25 มีนิวตรอนมากกว่า 1 ตัว ถ้าลังเลว่าเป็นธาตุเดียวกันไหม ให้กลับไปดูเลขห้อยซ้ายล่าง ทั้งคู่มีโปรตอน 12 ตัวเท่ากัน เมื่อลบ 12 ออกจากเลขมวลแต่ละตัว จะได้นิวตรอน 12 ตัวในแมกนีเซียม-24 และ 13 ตัวในแมกนีเซียม-25 จึงเป็นคนละไอโซโทปของธาตุเดียวกัน
3. โปรตอน 8 ตัว นิวตรอน 8 ตัว และอิเล็กตรอน 10 ตัว ใช้ Z = 8 แล้วหา n จาก 16 − 8 ประจุ −2 หมายถึงมีอิเล็กตรอนมากกว่าโปรตอน 2 ตัว ตรวจได้จาก 8 − 10 = −2 ถ้าได้อิเล็กตรอนน้อยกว่า 8 ตัว ให้เช็กเครื่องหมายตอนแทน q
4. หาได้ว่ามีโปรตอน 12 ตัวและอิเล็กตรอน 10 ตัว จำนวนนิวตรอนยังระบุไม่ได้ ทั้งแมกนีเซียม-24 และแมกนีเซียม-25 มีโปรตอน 12 ตัวและจะมีอิเล็กตรอน 10 ตัวเมื่อเป็น Mg²⁺ แต่นิวตรอนมี 12 หรือ 13 ตัวตามไอโซโทป ถ้าปัด 24.305 เป็น 24 จะเลือกไอโซโทปหนึ่งไปโดยที่โจทย์ยังไม่ได้ระบุ ข้อมูลไอโซโทปแมกนีเซียมจาก CIAAW
5. เป็นไอออนโซเดียม เขียนเป็น ²³₁₁Na⁺ ใช้โปรตอน 11 ตัวหา Na ในตารางธาตุ แล้วใส่ 11 เป็นเลขห้อยซ้ายล่าง เลขยกซ้ายบนได้จากโปรตอนบวกนิวตรอน (11 + 12 = 23) ถ้าได้ 12 ตรงนี้ ให้บวกโปรตอนอีก 11 ตัว ประจุ 11 − 10 = +1 เขียนเป็น ⁺ ขวาบน

เอาข้อที่พลาดไปทำแฟลชการ์ด

ถ้านึกไม่ออกว่าเลขอะตอม 11 คือธาตุอะไร ลองใช้ชุดแฟลชการ์ดภาษาไทย 354 ใบเพื่อฝึกจำชื่อ สัญลักษณ์ และเลขอะตอมของธาตุทั้ง 118 ธาตุ ชุดแฟลชการ์ดตารางธาตุภาษาไทย

สำหรับการคำนวณ ให้ทำการ์ดเองจากข้อที่ตอบพลาด ลองเขียนว่า “ถ้ารู้แค่ว่าเป็น Mg²⁺ และเห็นค่า 24.305 ในตาราง ต้องรู้อะไรเพิ่มถึงจะหานิวตรอนได้?” หรือ “ถ้ามีโปรตอน 8 ตัวกับอิเล็กตรอน 10 ตัว ประจุเท่าไร?” ตอบจากความจำก่อนพลิกดูเฉลย แล้วเว้นช่วงกลับมาตอบอีกในวันถัด ๆ ไปเพื่อให้จำได้นานขึ้น