同位体とは？質量数と中性子数の関係について解説

「同位体」について学ぶ際、質量数や中性子数に関する理解が重要です。このページでは、なぜ質量数が異なる原子が中性子数の違いと同義であるのかを解説します。

質量数と中性子数の関係

同位体は、原子番号（陽子の数）が同じで、質量数（陽子と中性子の合計）が異なる原子のことを指します。質量数が異なることが、中性子の数が異なることと同義になる理由は、原子番号が決まると、その元素の陽子数は変わりませんが、質量数が異なる場合、中性子数が変化するためです。

原子は陽子、中性子、電子で構成されていますが、原子番号（陽子の数）は元素を識別するための特徴です。元素の種類は陽子数で決まりますが、質量数が異なる場合、原子内の中性子数が変動します。これにより、同じ元素でも異なる質量を持つ原子が存在することになります。

例えば、炭素の同位体である炭素-12（12C）と炭素-14（14C）があります。両者はどちらも炭素という元素ですが、炭素-12は6個の中性子を持ち、炭素-14は8個の中性子を持っています。このように、同じ元素でありながら中性子数が異なるため、質量数も異なるのです。

質量数が異なる原子が中性子数の違いと同義である理由は、原子番号が同じでも、質量数が異なると中性子の数が異なるためです。これにより、異なる同位体が形成され、同じ元素でも性質が微妙に異なることがあるのです。