Atomsko število je število protonov – pozitivno nabitih delcev – v jedru atom kemičnega elementa. Elementi se med seboj razlikujejo po številu teh delcev, ki jih imajo, zato ima vsak element svojo edinstveno atomsko številko. Kemične lastnosti elementa so določene s številom elektronov, v nevtralnem atomu pa je to enako številu protonov. Atomi pa lahko pridobijo ali izgubijo elektrone, da tvorijo negativno ali pozitivno nabite ione, zato je atomsko število opredeljeno kot število protonov, saj je to za dani element vedno enako.
Atomsko število, masno število in atomska teža
Te vrednosti je mogoče zamenjati, vendar se med seboj precej razlikujejo. Atomi so sestavljeni iz jedra, ki vsebuje pozitivno nabite protone in električno nevtralne nevtrone, z elektroni, ki krožijo na določeni razdalji. Protoni in nevtroni so relativno težki in podobni po teži, vendar so elektroni veliko lažji in zelo malo prispevajo k teži atoma. Masno število atoma je število protonov plus število nevtronov in je skoraj enako masi atoma.
Število nevtronov v elementu je lahko različno. Oblike elementa z različnim številom nevtronov so znane kot izotopi. Na primer, najpogostejša oblika vodika ima en proton in ni nevtronov, vendar obstajata dva druga izotopa vodika, devterij in tritij, z enim oziroma dvema nevtronima. Naravni elementi so pogosto mešanice različnih izotopov. Ogljik je še en primer, sestavljen iz izotopov z masnimi številkami 12, 13 in 14. Vsi imajo šest protonov, vendar imajo šest, sedem oziroma osem nevtronov.
Čeprav so kemiki iz 19. stoletja vzpostavili dobre približke atomske teže znanih elementov, natančni izračuni niso vedno enostavni zaradi pojavljanja različnih izotopov v različnih razmerjih. Pogosto se atomska teža določi kot povprečje, ki temelji na relativni številčnosti izotopov. Ker so nekateri izotopi nestabilni in se sčasoma spreminjajo v druge elemente, se lahko atomske teže spreminjajo in so lahko predstavljene kot razpon in ne kot ena vrednost. Izotopi so običajno predstavljeni z atomsko številko v spodnjem levem kotu kemičnega simbola in z masnim številom ali približno atomsko težo zgoraj desno. Na primer ogljik 13 bi bil prikazan kot 6C13.
Periodična tabela
V 1860. letih XNUMX. stoletja je ruski kemik Dimitri Mendelejev delal na tabeli takrat znanih elementov, ki jih je sprva navedel po atomski teži in jih razporedil v vrstice, ki so združevale elemente s podobnimi kemičnimi lastnostmi. Drugi kemiki so že prej opazili, da se lastnosti elementov, razvrščenih po teži, ponavljajo v bolj ali manj rednih intervalih. Na primer, litij, natrij in kalij so vse reaktivne kovine, ki se združujejo z nekovinami na podoben način, medtem ko so helij, neon in argon popolnoma nereaktivni plini. Zaradi tega je Mendelejev seznam postal znan kot periodična tabela.
Prvi osnutek Mendelejeva je deloval dobro, vendar je bilo nekaj nedoslednosti. Na primer, po vrstnem redu teže, je jod prišel pred telur. Težava je bila v tem, da je to združilo jod s kisikom, žveplom in selenom ter telur s fluorom, klorom in bromom. Glede na njihove kemične lastnosti bi moralo biti ravno obratno, zato je Mendelejev pred objavo svoje tabele leta 1869 te elemente preprosto zamenjal. Šele v začetku 20. stoletja pa se je razkril razlog za te nedoslednosti.
Leta 1913 je fizik HGJ Moseley vzpostavil razmerje med valovnimi dolžinami rentgenskih žarkov, ki jih proizvajajo različni elementi, in njihovim zaporedjem v periodnem sistemu. Ko so strukturo atoma razkrili drugi poskusi približno v tem času, je postalo jasno, da je to razmerje odvisno od števila protonov v jedru elementa, z drugimi besedami, njegove atomske številke. Periodični sistem bi lahko nato razvrstili po tej številki, s čimer bi opažene kemijske lastnosti elementov postavili na trdno teoretično osnovo. Občasne nedoslednosti v prvotni tabeli so bile posledica dejstva, da lahko spremembe v številu nevtronov včasih povzročijo, da ima element večjo atomsko maso kot drugi element z višjim atomskim številom.
Sodobna periodična tabela prikazuje elemente v poljih, razporejenih v vrstice in stolpce, z atomsko številko, ki narašča vzdolž vsake vrstice. Vsak stolpec združuje elemente s podobnimi kemičnimi lastnostmi. Stolpci so določeni s številom in razporeditvijo elektronov v atomih, kar pa je odvisno od števila protonov. Vsako polje običajno vsebuje kemični simbol za element z atomsko številko zgoraj.