หมายเลขอะตอมคือจำนวนของโปรตอน - อนุภาคที่มีประจุบวก - ในนิวเคลียสหนึ่งอะตอมขององค์ประกอบทางเคมี ธาตุนั้นมีความแตกต่างกันโดยจำนวนของอนุภาคเหล่านี้ที่มีและดังนั้นแต่ละองค์ประกอบจึงมีเลขอะตอมเฉพาะตัวของมันเอง คุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบนั้นพิจารณาจากจำนวนอิเล็กตรอน แต่ในอะตอมที่เป็นกลางนี่จะเหมือนกับจำนวนของโปรตอน อย่างไรก็ตามอะตอมสามารถรับหรือสูญเสียอิเล็กตรอนในรูปของไอออนที่มีประจุลบหรือเป็นบวกดังนั้นเลขอะตอมจึงถูกกำหนดให้เป็นจำนวนของโปรตอนเนื่องจากจะเป็นองค์ประกอบเดียวกันเสมอ
เลขอะตอมจำนวนมวลและน้ำหนักอะตอม
เป็นไปได้ที่จะสร้างความสับสนค่าเหล่านี้ แต่พวกเขาค่อนข้างแตกต่างจากคนอื่น อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสที่ประกอบด้วยโปรตอนที่มีประจุบวกและนิวตรอนเป็นกลางทางไฟฟ้าโดยอิเล็กตรอนที่อยู่ห่างออกไปบ้าง โปรตอนและนิวตรอนนั้นค่อนข้างหนักและมีน้ำหนักใกล้เคียงกัน แต่อิเล็กตรอนนั้นเบากว่ามากและให้น้ำหนักของอะตอมน้อยมาก จำนวนมวล ของอะตอมคือจำนวนของโปรตอนบวกกับจำนวนนิวตรอนและเกือบเท่ากับน้ำหนักของอะตอม
จำนวนนิวตรอนในองค์ประกอบสามารถเปลี่ยนแปลงได้ รูปแบบขององค์ประกอบที่มีจำนวนนิวตรอนแตกต่างกันเรียกว่า ไอโซโทป ตัวอย่างเช่นรูปแบบที่พบบ่อยที่สุดของไฮโดรเจนมีโปรตอนหนึ่งตัวและไม่มีนิวตรอน แต่มีไอโซโทปของไฮโดรเจนอีกสองอันคือดิวทีเรียมและทริเทียมโดยมีนิวตรอนหนึ่งและสองตัวตามลำดับ องค์ประกอบที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติมักจะมีส่วนผสมของไอโซโทปที่แตกต่างกัน คาร์บอนเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งซึ่งประกอบด้วยไอโซโทปที่มีเลขมวล 12, 13 และ 14 ทั้งหมดนี้มีโปรตอนหกตัว แต่มีนิวตรอนหก, เจ็ดและแปดตัวตามลำดับ
แม้ว่านักเคมีในศตวรรษที่ 19 ได้สร้างการประมาณค่าน้ำหนักอะตอมขององค์ประกอบที่รู้จักดี แต่การคำนวณที่แม่นยำนั้นไม่ได้ตรงไปตรงมาเสมอเนื่องจากการเกิดขึ้นของไอโซโทปที่แตกต่างกันในสัดส่วนที่แตกต่างกัน บ่อยครั้งที่น้ำหนักอะตอมถูกกำหนดเป็นค่าเฉลี่ยโดยขึ้นอยู่กับความอุดมสมบูรณ์ของไอโซโทป เนื่องจากไอโซโทปบางอย่างไม่เสถียรการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาในองค์ประกอบอื่น ๆ น้ำหนักอะตอมอาจแตกต่างกันและอาจแสดงเป็นช่วงแทนที่จะเป็นค่าเดียว ไอโซโทปมักจะแสดงด้วยเลขอะตอมที่ด้านล่างซ้ายของสัญลักษณ์ทางเคมีและหมายเลขมวลหรือน้ำหนักอะตอมโดยประมาณที่ด้านบนขวา ตัวอย่างเช่นคาร์บอน 13 จะแสดงเป็น 6 C 13
ตารางธาตุ
ในปี 1860 Dimitri Mendeleev นักเคมีชาวรัสเซียทำงานบนโต๊ะขององค์ประกอบที่รู้จักในเวลานั้นโดยเริ่มแรกทำการเรียงลำดับตามน้ำหนักอะตอมและจัดเรียงเป็นแถวที่จัดกลุ่มองค์ประกอบที่มีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกัน นักเคมีคนอื่น ๆ ได้สังเกตเห็นก่อนหน้านี้ว่าคุณสมบัติขององค์ประกอบเมื่อสั่งโดยน้ำหนักมักจะทำซ้ำในช่วงเวลาปกติมากขึ้นหรือน้อยลง ยกตัวอย่างเช่นลิเธียมโซเดียมและโพแทสเซียมเป็นโลหะที่ทำปฏิกิริยาซึ่งรวมกับโลหะที่ไม่ใช่โลหะในทำนองเดียวกันในขณะที่ฮีเลียมนีออนและอาร์กอนล้วนเป็นก๊าซที่ไม่มีปฏิกิริยา ด้วยเหตุนี้รายการของ Mendeleev จึงกลายเป็นที่รู้จักในฐานะตารางธาตุ
ร่างแรกของ Mendeleev ทำงานได้ดี แต่มีความไม่สอดคล้องกันเล็กน้อย ตัวอย่างเช่นที่ระบุไว้ในคำสั่งของน้ำหนักไอโอดีนมาก่อนเทลลูเรียม ปัญหาคือว่าไอโอดีนกลุ่มนี้มีออกซิเจนซัลเฟอร์และซีลีเนียมและเทลเลียมที่มีฟลูออรีนคลอรีนและโบรมีน ตามคุณสมบัติทางเคมีของพวกเขาย้อนกลับควรจะเป็นกรณีดังนั้นก่อนที่จะเผยแพร่ตารางของเขาในปี 1869, Mendeleev เพียงแค่สลับองค์ประกอบเหล่านี้รอบ มันไม่ได้จนกว่าศตวรรษที่ 20 ต้นอย่างไรก็ตามว่าเหตุผลของความไม่สอดคล้องกันเหล่านี้ถูกเปิดเผย
ในปี 1913 นักฟิสิกส์ HGJ Moseley ได้สร้างความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นของรังสีเอกซ์ที่เกิดจากธาตุต่าง ๆ และลำดับของพวกมันในตารางธาตุ เมื่อโครงสร้างของอะตอมถูกเปิดเผยโดยการทดลองอื่นในช่วงเวลานี้มันก็ชัดเจนว่าความสัมพันธ์นี้ขึ้นอยู่กับจำนวนของโปรตอนในนิวเคลียสขององค์ประกอบกล่าวอีกนัยหนึ่งคือเลขอะตอมของมัน ตารางธาตุนี้สามารถสั่งซื้อได้โดยหมายเลขนี้ทำให้คุณสมบัติทางเคมีที่สังเกตได้ขององค์ประกอบอยู่บนพื้นฐานทางทฤษฎีเสียง ความไม่สอดคล้องกันเป็นครั้งคราวในตารางเดิมนั้นเกิดจากความจริงที่ว่าการเปลี่ยนแปลงของจำนวนนิวตรอนบางครั้งอาจส่งผลให้องค์ประกอบที่มีน้ำหนักอะตอมสูงกว่าองค์ประกอบอื่นที่มีเลขอะตอมสูงขึ้น
ตารางธาตุที่ทันสมัยแสดงองค์ประกอบต่างๆในกล่องที่จัดเรียงเป็นแถวและคอลัมน์โดยมีหมายเลขอะตอมน้อยไปหามากในแต่ละแถว แต่ละคอลัมน์จะรวมองค์ประกอบที่มีคุณสมบัติทางเคมีใกล้เคียงกัน คอลัมน์จะถูกกำหนดโดยจำนวนและการจัดเรียงของอิเล็กตรอนในอะตอมซึ่งจะถูกกำหนดโดยจำนวนของโปรตอน โดยปกติแต่ละกล่องจะมีสัญลักษณ์ทางเคมีสำหรับองค์ประกอบโดยมีหมายเลขอะตอมด้านบน
