O que é um número atômico?

O número atômico é o número de prótons - partículas carregadas positivamente - no núcleo, um átomo de um elemento químico. Os elementos são distinguidos um do outro pelo número dessas partículas que eles têm e, portanto, cada elemento tem seu próprio número atômico único. As propriedades químicas de um elemento são determinadas pelo número de elétrons, mas em um átomo neutro, é o mesmo que o número de prótons. Os átomos podem, no entanto, ganhar ou perder elétrons para formar íons carregados negativa ou positivamente, de modo que o número atômico é definido como o número de prótons, pois é sempre o mesmo para um determinado elemento.

Número atômico, número de massa e peso atômico

É possível confundir esses valores, mas eles são bem distintos um do outro. Os átomos consistem em um núcleo contendo prótons com carga positiva e nêutrons eletricamente neutros, com elétrons orbitando a alguma distância. Prótons e nêutrons são relativamente pesados ​​e têm peso semelhante, mas os elétrons são muito mais leves e contribuem muito pouco para o peso de um átomo. O número de massa de um átomo é o número de prótons mais o número de nêutrons e é quase igual ao peso do átomo.

O número de nêutrons em um elemento pode variar. Formas de um elemento com diferentes números de nêutrons são conhecidas como isótopos . Por exemplo, a forma mais comum de hidrogênio tem um próton e nenhum nêutron, mas existem outros dois isótopos de hidrogênio, deutério e trítio, com um e dois nêutrons, respectivamente. Elementos que ocorrem naturalmente são frequentemente misturas de diferentes isótopos. O carbono é outro exemplo, consistindo em isótopos com números de massa 12, 13 e 14. Todos têm seis prótons, mas seis, sete e oito nêutrons, respectivamente.

Embora os químicos do século XIX tenham estabelecido boas aproximações dos pesos atômicos dos elementos conhecidos, os cálculos precisos nem sempre são diretos, devido à ocorrência de diferentes isótopos em proporções variadas. Freqüentemente, o peso atômico é determinado como uma média, com base na abundância relativa de isótopos. Como alguns isótopos são instáveis, mudando ao longo do tempo para outros elementos, os pesos atômicos podem variar e podem ser representados como um intervalo, em vez de um único valor. Os isótopos são geralmente representados com o número atômico no canto inferior esquerdo do símbolo químico e o número de massa, ou peso atômico aproximado, no canto superior direito. Por exemplo, o carbono 13 seria mostrado como ₆ C ¹³ .

A tabela periódica

Na década de 1860, o químico russo Dimitri Mendeleev trabalhou em uma tabela dos elementos conhecidos na época, listando-os inicialmente em ordem de peso atômico e organizando-os em linhas que agrupavam elementos com propriedades químicas semelhantes. Já havia sido observado por outros químicos que as propriedades dos elementos, quando ordenadas em peso, tendiam a se repetir em intervalos mais ou menos regulares. Por exemplo, lítio, sódio e potássio são todos metais reativos que combinam com não metais de maneiras semelhantes, enquanto hélio, néon e argônio são gases completamente não reativos. Por esse motivo, a lista de Mendeleev ficou conhecida como tabela periódica.

O primeiro rascunho de Mendeleev funcionou bem, mas houve algumas inconsistências. Por exemplo, listado em ordem de peso, o iodo veio antes do telúrio. O problema era que este agrupava iodo com oxigênio, enxofre e selênio e telúrio com flúor, cloro e bromo. De acordo com suas propriedades químicas, o inverso deveria ter sido o caso; portanto, antes de publicar sua mesa em 1869, Mendeleev simplesmente trocou esses elementos. Não foi até o início do século XX, no entanto, que a razão dessas inconsistências foi revelada.

Em 1913, o físico HGJ Moseley estabeleceu uma relação entre os comprimentos de onda dos raios X produzidos por diferentes elementos e sua sequência na tabela periódica. Como a estrutura do átomo foi revelada por outros experimentos nessa época, ficou claro que essa relação dependia do número de prótons no núcleo de um elemento, ou seja, seu número atômico. A tabela periódica poderia então ser ordenada por esse número, colocando as propriedades químicas observadas dos elementos em uma sólida base teórica. As inconsistências ocasionais na tabela original se deviam ao fato de que variações no número de nêutrons às vezes podiam resultar em um elemento com um peso atômico maior do que outro elemento com um número atômico maior.

A tabela periódica moderna mostra os elementos em caixas organizadas em linhas e colunas, com o número atômico ascendente ao longo de cada linha. Cada coluna agrupa elementos com propriedades químicas semelhantes. As colunas são determinadas pelo número e disposição dos elétrons nos átomos, que por sua vez é determinado pelo número de prótons. Cada caixa normalmente contém o símbolo químico do elemento, com o número atômico acima.