Was ist eine Atomzahl?

Die Atomzahl ist die Anzahl der Protonen - positiv geladene Partikel - im Kern ein Atom eines chemischen Elements. Elemente unterscheiden sich voneinander durch die Anzahl dieser Partikel, die sie haben, und so hat jedes Element seine eigene Atomzahl. Die chemischen Eigenschaften eines Elements werden durch seine Anzahl von Elektronen bestimmt, aber in einem neutralen Atom ist dies die gleiche wie die Anzahl der Protonen. Atome können jedoch Elektronen gewinnen oder verlieren, um negativ oder positiv geladene Ionen zu bilden, sodass die Atomzahl als die Anzahl der Protonen definiert ist, da dies für ein bestimmtes Element immer gleich ist.

Es ist möglich, diese Werte zu verwirren, aber sie unterscheiden sich deutlich voneinander. Atome bestehen aus einem Kern, der positiv geladene Protonen und elektrisch neutrale Neutronen enthält, wobei Elektronen ein wenig Entfernung umkreisen. Protonen und Neutronen sind relativ schwer und ähnlich, aber Elektronen sind very viel leichter und trägt sehr wenig zum Gewicht eines Atoms bei. Die Massenzahl eines Atoms ist die Anzahl der Protonen zuzüglich der Anzahl der Neutronen und entspricht nahezu dem Gewicht des Atoms.

Die Anzahl der Neutronen in einem Element kann variieren. Formen eines Elements mit unterschiedlichen Anzahl von Neutronen werden als Isotopes bezeichnet. Beispielsweise hat die häufigste Form von Wasserstoff ein Proton und keine Neutronen, aber zwei andere Isotope Wasserstoff existieren, Deuterium und Tritium, mit einem bzw. zwei Neutronen. Natürlich vorkommende Elemente sind häufig Gemische verschiedener Isotope. Carbon ist ein weiteres Beispiel, das aus Isotopen mit Massenzahlen 12, 13 und 14 besteht. Diese haben alle sechs Protonen, haben jedoch sechs, sieben bzw. acht Neutronen.

Obwohl Chemiker des 19. Jahrhunderts gute Annäherungen an die Atomgewichte der bekannten Elemente festgelegt hatten, die genauen Berechnungen aaufgrund des Auftretens verschiedener Isotope in unterschiedlichen Anteilen nicht immer einfach. Oft wird das Atomgewicht als Durchschnitt bestimmt, basierend auf der relativen Häufigkeit von Isotopen. Da einige Isotope instabil sind und sich im Laufe der Zeit in andere Elemente verwandeln, können Atomgewichte variieren und eher als Bereich als als einzelner Wert dargestellt werden. Isotope werden normalerweise mit der Atomzahl unten links im chemischen Symbol und der Massenzahl oder dem ungefähren Atomgewicht oben rechts dargestellt. Zum Beispiel wird Carbon 13 als ₆ c .

dargestellt

Die Periodenzüchter

In den 1860er Jahren arbeitete der russische Chemiker Dimitri Mendeleev an einer Tabelle der zu diesem Zeitpunkt bekannten Elemente, wobei sie zunächst in der Reihenfolge des Atomgewichts auflisteten und sie in Reihen anordnen, die Elemente mit ähnlichen chemischen Eigenschaften miteinander gruppierten. Es wurde zuvor von anderen Chemikern bemerkt, dass die Eigenschaften der Elemente, wenn sie zu Gewicht angeordnet warenEpeat in mehr oder weniger regelmäßigen Abständen. Zum Beispiel sind Lithium, Natrium und Kalium reaktive Metalle, die sich auf ähnliche Weise mit Nichtmetallen verbinden, während Helium, Neon und Argon alle völlig nicht respektive Gase sind. Aus diesem Grund wurde die Liste von Mendeleev als Periodenzüchter -Tabelle bekannt.

Mendeleevs erster Entwurf funktionierte gut, aber es gab einige Inkonsistenzen. Zum Beispiel kam Jod vor Tellur in der Reihenfolge des Gewichts. Das Problem war, dass dieses gruppierte Jod mit Sauerstoff, Schwefel und Selen und Tellur mit Fluor, Chlor und Brom. Nach ihren chemischen Eigenschaften hätte das Gegenteil der Fall sein müssen. Vor der Veröffentlichung seiner Tabelle im Jahr 1869 tauschte Mendeleev diese Elemente einfach um. Erst im frühen 20. Jahrhundert wurde der Grund für diese Inkonsistenzen enthüllt.

1913 der Physiker H.G.J. Moseley stellte eine Beziehung zwischen den Wellenlängen von Röntgenstrahlen her, die durch verschiedene Elemente erzeugt werdendie Periodenzüchter. Da die Struktur des Atoms durch andere Experimente um diese Zeit offenbart wurde, wurde klar, dass diese Beziehung von der Anzahl der Protonen im Kern eines Elements abhängt, mit anderen Worten, seine Atomzahl. Die Periodenzüchter -Tabelle könnte dann von dieser Zahl bestellt werden, wodurch die beobachteten chemischen Eigenschaften der Elemente theoretischer Basis eingestellt werden. Die gelegentlichen Inkonsistenzen in der ursprünglichen Tabelle waren darauf zurückzuführen, dass Variationen der Anzahl der Neutronen manchmal dazu führen können, dass ein Element ein höheres Atomgewicht hat als ein anderes Element mit einer höheren Atomzahl.

Die moderne Periodenabteilung zeigt die Elemente in Kästchen, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, wobei die Atomnummer entlang jeder Zeile aufsteigt. Jede Säule gruppiert Elemente mit ähnlichen chemischen Eigenschaften. Die Säulen werden durch die Anzahl und Anordnung von Elektronen in den Atomen bestimmt, was wiederum durch die Anzahl der Protonen bestimmt wird. Jede Box enthält normalerweise die ChemeiCal Symbol für das Element mit der obigen Atomzahl.