2) масса протонов
3) сумма масс протонов и электронов
4) сумма масс протонов и нейтронов (+)
Массовое число обозначается латинской буквой A и представляет собой общее число нуклонов в атомном ядре: протонов и нейтронов. Поэтому его определяют формулой A = Z + N, где Z — число протонов, определяющее заряд ядра и химический элемент, а N — число нейтронов. Отмеченный вариант соответствует этому определению.
Строго говоря, массовое число является не суммой физических масс частиц, а целочисленным количеством нуклонов. Фактическая масса ядра несколько меньше суммы масс свободных протонов и нейтронов из-за дефекта массы, соответствующего энергии связи ядра. Масса электронов в величину A не включается, поскольку электроны находятся в электронной оболочке и не относятся к нуклонам ядра.
В радиотерапии и ядерной медицине массовое число используют при обозначении радионуклидов, например 60Co или 131I. Оно позволяет оценивать ядерные превращения: при альфа-распаде значение A уменьшается на 4, при бета-распаде остаётся неизменным, хотя число протонов изменяется. Это принципиально для идентификации изотопа и понимания вида радиоактивного излучения.
| Понятие | Обозначение | Состав или характеристика | Практическое значение |
|---|---|---|---|
| Массовое число | A | Сумма числа протонов и нейтронов: A = Z + N | Определяет нуклонный состав ядра |
| Атомный номер | Z | Число протонов в ядре | Определяет химический элемент и заряд ядра |
| Число нейтронов | N | N = A − Z | Влияет на стабильность и радиоактивность ядра |
| Изотопы | Одинаковый Z, разный A | Атомы одного элемента с разным числом нейтронов | Могут иметь различные физические свойства и радиоактивность |
| Изобары | Одинаковый A, разный Z | Нуклиды с одинаковым числом нуклонов, но разных элементов | Возникают, например, при бета-распаде |
| Альфа-распад | A → A − 4; Z → Z − 2 | Испускание ядра 4He | Образуется дочерний нуклид с меньшим массовым числом |
| Бета-распад | A = const; Z изменяется на 1 | Превращение нейтрона в протон или протона в нейтрон | Массовое число сохраняется, меняется химический элемент |
Таким образом, массовое число характеризует нуклонный состав ядра, а не массу электронной оболочки. Два нуклида могут иметь одинаковое массовое число, но различаться атомным номером и химической природой. В радионуклидной диагностике и терапии правильное определение A необходимо для различения изотопов и анализа цепочек радиоактивного распада. Физическая масса ядра и массовое число связаны, но не являются тождественными понятиями.