عدد النيوترونات

عدد النيوترونات ( الرمز N ) هو عدد النيوترونات في النواة .

العدد الذري ( عدد البروتونات) زائد عدد النيوترونات يساوي العدد الكتلي : Z + N = A. يُعرف الفرق بين عدد النيوترونات والعدد الذري بفائض النيوترونات: D = N − Z = A − 2 Z.

لا يُكتب عدد النيوترونات بشكل صريح في تدوين رمز النواة، ولكن يمكن استنتاجه لأنه الفرق بين الرقمين الموجودين على اليسار (العدد الذري والكتلة).

تُسمى النوى التي لها نفس عدد النيوترونات ولكن أعداد بروتونات مختلفة بالنظائر . وقد اشتُقّ هذا المصطلح باستبدال حرف p في كلمة isotope بحرف n للدلالة على النيوترون. تُسمى النوى التي لها نفس العدد الكتلي بالنظائر المتساوية الكتلة . أما النوى التي لها نفس فائض النيوترونات فتُسمى بالنظائر المتساوية في عدد النيوترونات . ^{[ 1 ]}

يتم تحديد الخصائص الكيميائية بشكل أساسي من خلال عدد البروتونات، الذي يحدد العنصر الكيميائي الذي ينتمي إليه النظير؛ أما عدد النيوترونات فله تأثير طفيف فقط .

يُعدّ عدد النيوترونات ذا أهمية بالغة للخواص النووية. فعلى سبيل المثال، عادةً ما تكون الأكتينيدات ذات العدد الفردي من النيوترونات قابلة للانشطار ( قابلة للانشطار بالنيوترونات البطيئة )، بينما عادةً ما تكون الأكتينيدات ذات العدد الزوجي من النيوترونات غير قابلة للانشطار (لكنها قابلة للانشطار بالنيوترونات السريعة ).

يوجد 58 نظيراً مستقراً فقط بعدد نيوترونات فردي، مقارنةً بـ 194 نظيراً بعدد نيوترونات زوجي. ولا يوجد نظير ذو عدد نيوترونات فردي هو النظير الأكثر وفرة في عنصره، باستثناء البريليوم-9 (وهو النظير المستقر الوحيد للبريليوم )، والنيتروجين-14 ، والبلاتين -195.

لا توجد نظائر مستقرة ذات عدد نيوتروني يساوي 19، 21، 35، 39، 45، 61، 89، 115، 123، أو ≥ 127. يوجد 6 نظائر مستقرة ونظير بدائي مشع واحد ذو عدد نيوتروني 82 (82 هو العدد النيوتروني للنظائر الأكثر استقرارًا، لأنه عدد سحري ): الباريوم-138 ، واللانثانوم-139 ، والسيريوم-140 ، والبراسيوديميوم-141 ، والنيوديميوم-142 ، والساماريوم -144 ، بالإضافة إلى النظير البدائي المشع زينون-136 ، الذي يتحلل بعملية بيتا مزدوجة بطيئة للغاية . باستثناء 20 و50 و82 (وهي أرقام سحرية)، فإن جميع أعداد النيوترونات الأخرى تحتوي على 4 نويدات مستقرة على الأكثر (في حالة 20، توجد 5 نويدات مستقرة: ^36S و ³⁷ Cl و ³⁸ Ar و ³⁹ K و ⁴⁰ Ca، وفي حالة 50، توجد 5 نويدات مستقرة: ^86Kr و ⁸⁸ Sr و ⁸⁹ Y و ⁹⁰ Zr و ⁹² Mo، ونويدة بدائية مشعة واحدة هي ^87Rb ). معظم أعداد النيوترونات الفردية تحتوي على نويدة مستقرة واحدة على الأكثر (باستثناء 1 ( ^2H و ³ He)، و5 ( ^9Be و ¹⁰ B)، و7 ( ^13C و ¹⁴ N)، و55 ( ^97Mo و ⁹⁹ Ru)، و107 ( ^179Hf و ¹⁸⁰ mTa)). مع ذلك، فإن بعض الأعداد الزوجية من النيوترونات لا تمتلك سوى نويدة مستقرة واحدة؛ وهذه الأعداد هي: 0 ( ^1H )، 2 ( ^4He )، 4 ( ^7Li )، 84 ( ^142Ce )، 86 ( ^146Nd )، و126 ( ^208Pb ). وتُعدّ حالتا 84 و86 خاصتين، إذ أن ^142Ce و ¹⁴⁶ Nd غير مستقرتين نظريًا في حالة الاضمحلال بيتا المزدوج ، بينما النوى التي تحتوي على 84 أو 86 نيوترونًا والمستقرة نظريًا في كل من اضمحلال بيتا واضمحلال بيتا المزدوج هي ^144Nd و ¹⁴⁶ Sm و ¹⁴⁸ Sm، ولكن لوحظ أن جميع هذه النوى الثلاثة تخضع لاضمحلال ألفا . ^{[ 2 ]} (نظريًا، لا توجد نوى مستقرة ذات عدد نيوتروني 19، 21، 35، 39، 45، 61، 71، 83-91، 95، 96، و ≥ 99) بالإضافة إلى ذلك، لا توجد نوى ذات عدد نيوتروني 19، 21، 35، 39، 45، 61، 71، 89، 115، 123، 147، ... مستقرة لتحلل بيتا (انظر النوى المتساوية الكتلة المستقرة لتحلل بيتا ).

يوجد نواتان مستقرتان فقط تحتويان على عدد نيوترونات أقل من عدد البروتونات: الهيدروجين-1 والهيليوم -3 . يحتوي الهيدروجين-1 على أقل عدد من النيوترونات، وهو 0.