Wat is een atoomnummer?

Het atoomnummer is het aantal protonen - positief geladen deeltjes - in de kern een atoom van een chemisch element. Elementen worden van elkaar onderscheiden door de aantallen van deze deeltjes die ze hebben, en dus heeft elk element zijn eigen unieke atoomnummer. De chemische eigenschappen van een element worden bepaald door het aantal elektronen, maar in een neutraal atoom is dit hetzelfde als het aantal protonen. Atomen kunnen echter elektronen winnen of verliezen om negatief of positief geladen ionen te vormen, zodat het atoomnummer wordt gedefinieerd als het aantal protonen, omdat dit altijd hetzelfde is voor een bepaald element.

atoomnummer, massanummer en atoomgewicht

Het is mogelijk om deze waarden te verwarren, maar ze verschillen behoorlijk van elkaar. Atomen bestaan ​​uit een kern die positief geladen protonen en elektrisch neutrale neutronen bevat, waarbij elektronen op een of andere afstand ronddraaien. Protonen en neutronen zijn relatief zwaar en vergelijkbaar in gewicht, maar elektronen zijn very veel lichter en draag heel weinig bij aan het gewicht van een atoom. Het massacummer van een atoom is het aantal protonen plus het aantal neutronen en is bijna gelijk aan het gewicht van het atoom.

Het aantal neutronen in een element kan variëren. Vormen van een element met verschillende aantallen neutronen staan ​​bekend als isotopen . De meest voorkomende vorm van waterstof heeft bijvoorbeeld één proton en geen neutronen, maar er bestaan ​​twee andere isotopen van waterstof, deuterium en tritium, respectievelijk met één en twee neutronen. Natuurlijk voorkomende elementen zijn vaak mengsels van verschillende isotopen. Koolstof is een ander voorbeeld, bestaande uit isotopen met massagummers 12, 13 en 14. Deze hebben allemaal zes protonen, maar hebben respectievelijk zes, zeven en acht neutronen.

Hoewel chemici uit de 19e eeuw goede benaderingen hadden vastgesteld van de atoomgewichten van de bekende elementen, de precieze berekeningen aIk ben niet altijd eenvoudig, vanwege het optreden van verschillende isotopen in verschillende verhoudingen. Vaak wordt het atoomgewicht bepaald als een gemiddelde, gebaseerd op de relatieve overvloed van isotopen. Omdat sommige isotopen onstabiel zijn, in de loop van de tijd in andere elementen veranderen, kunnen atoomgewichten variëren en kunnen ze worden weergegeven als een bereik, in plaats van een enkele waarde. Isotopen worden meestal weergegeven met het atoomnummer linksonder in het chemische symbool, en het massanummer, of geschatte atoomgewicht, rechtsonder. Koolstof 13 zou bijvoorbeeld worden getoond als ₆ c 13 .

het periodiek systeem

In de jaren 1860 werkte de Russische chemicus Dimitri Mendeleev aan een tafel van de elementen die destijds bekend waren, ze in eerste instantie vermeldden in volgorde van atoomgewicht en ze regelden in rijen die elementen gegroepeerde met vergelijkbare chemische eigenschappen samen. Het was eerder door andere chemici opgemerkt dat de eigenschappen van de elementen, wanneer het op gewicht besteld, de neiging hadden om te ritEpeat met meer of meer regelmatige intervallen. Lithium, natrium en kalium zijn bijvoorbeeld allemaal reactieve metalen die op vergelijkbare manieren combineren met niet-metalen, terwijl helium, neon en argon allemaal volledig niet-reactieve gassen zijn. Om deze reden werd de lijst van Mendeleev bekend als het periodiek systeem.

Het eerste ontwerp van Mendeleev werkte goed, maar er waren een paar inconsistenties. Bijvoorbeeld, vermeld in volgorde van gewicht, kwam jodium voor Tellurium. Het probleem was dat dit gegroepeerde jodium met zuurstof, zwavel en selenium en tellurium met fluor, chloor en broom. Volgens hun chemische eigenschappen had het omgekeerde het geval moeten zijn, dus voordat hij zijn tabel in 1869 publiceerde, verwisselde Mendeleev deze elementen eenvoudig. Het was pas in het begin van de 20e eeuw dat de reden voor deze inconsistenties werd onthuld.

In 1913, de fysicus H.G.J. Moseley vestigde een relatie tussen de golflengten van röntgenstralen geproduceerd door verschillende elementen en hun volgorde inhet periodieke tabel. Omdat de structuur van het atoom rond deze tijd werd onthuld door andere experimenten, werd het duidelijk dat deze relatie afhankelijk was van het aantal protonen in de kern van een element, met andere woorden, het atoomnummer. Het periodiek systeem kan vervolgens door dit aantal worden besteld, waardoor de waargenomen chemische eigenschappen van de elementen op een geluidstheoretische basis worden gebracht. De incidentele inconsistenties in de oorspronkelijke tabel waren te wijten aan het feit dat variaties in het aantal neutronen soms kunnen resulteren in een element met een hoger atoomgewicht dan een ander element met een hoger atoomnummer.

De moderne periodieke tabel toont de elementen in dozen die in rijen en kolommen zijn gerangschikt, met een atoomnummer dat langs elke rij klinkt. Elke kolom groepeert elementen met vergelijkbare chemische eigenschappen. De kolommen worden bepaald door het getal en de opstelling van elektronen in de atomen, die op zijn beurt worden bepaald door het aantal protonen. Elke doos bevat normaal gesproken de chemical symbool voor het element, met het atoomnummer hierboven.