2) нейтронов и электронов
3) протонов и электронов
4) нейтронов и протонов (+)
Атомное ядро углерода образовано нуклонами — протонами и нейтронами. Число протонов определяет порядковый номер элемента: у углерода оно равно 6. В наиболее распространённом стабильном изотопе углерода-12 ядро содержит 6 протонов и 6 нейтронов; электроны находятся не в ядре, а в электронной оболочке атома.
Протоны имеют положительный электрический заряд, нейтроны электрически нейтральны, а их совместное ядерное взаимодействие обеспечивает связанность ядра. Изменение числа нейтронов не меняет химическую принадлежность элемента, но формирует разные изотопы. Это принципиально для радиационной гигиены: углерод-14 содержит 6 протонов и 8 нейтронов, является радиоактивным β−-изотопом и используется при оценке радиационных рисков и в радиоуглеродном датировании.
| Объект | Место расположения | Электрический заряд | Роль или характеристика |
|---|---|---|---|
| Протон | Атомное ядро | Положительный | Определяет порядковый номер элемента; в ядре углерода всегда 6 протонов |
| Нейтрон | Атомное ядро | Нейтральный | Участвует в ядерном взаимодействии; его число определяет изотоп углерода |
| Электрон | Электронная оболочка | Отрицательный | Определяет химические свойства и не входит в состав ядра |
| Углерод-12 (12C) | Ядро | Суммарный заряд +6e | 6 протонов и 6 нейтронов; стабильный, наиболее распространённый изотоп |
| Углерод-13 (13C) | Ядро | Суммарный заряд +6e | 6 протонов и 7 нейтронов; стабильный изотоп |
| Углерод-14 (14C) | Ядро | Суммарный заряд +6e | 6 протонов и 8 нейтронов; радиоактивный β−-изотоп |
Следовательно, ядро углерода состоит именно из протонов и нейтронов, а не из электронов или позитронов. Общее число нуклонов называют массовым числом, тогда как заряд ядра определяется только числом протонов. Радиоактивность изотопа связана с нестабильным соотношением протонов и нейтронов и последующим ядерным распадом.