Liczba atomowa pierwiastków

Co oznacza liczba atomowa Z i gdzie jej szukać w tablicy

Liczba atomowa jest czymś w rodzaju numeru dowodu osobistego pierwiastka. Atom nie może zmienić liczby protonów bez zmiany tożsamości: dodaj proton do węgla, a przestanie być węglem. Dlatego wszystkie atomy o tej samej liczbie atomowej należą do jednego pierwiastka, nawet jeśli różnią się masą, bo mają różną liczbę neutronów. W układzie okresowym liczba atomowa pełni też rolę porządkową i jest po prostu numerem pola: wodór ma 1, hel 2, lit 3 i tak dalej, bez przerw, aż do 118. W zapisie chemicznym umieszcza się ją przed symbolem pierwiastka na dole, a liczbę masową na górze. Jeśli w tablicy widzisz przy pierwiastku dwie liczby, ta całkowita i mniejsza to niemal zawsze liczba atomowa, a większa i ułamkowa to masa atomowa. Nie myl liczby atomowej z numerem grupy ani z numerem okresu. Numer grupy i numer okresu opisują położenie pierwiastka w tablicy, a liczba atomowa mówi wprost o budowie jądra i jako jedyna nigdy się nie powtarza.

Dlaczego tablicę porządkuje liczba atomowa, a nie masa atomowa

Mendelejew układał pierwiastki według rosnącej masy atomowej, bo o protonach nikt wtedy nie wiedział. W kilku miejscach musiał jednak złamać własną zasadę, żeby pierwiastki o podobnych właściwościach trafiły do jednej grupy. Tellur ma masę atomową większą niż jod, a mimo to stoi przed nim, bo pasuje do tlenowców. Podobnie argon jest cięższy od potasu, choć w tablicy go poprzedza. Te wyjątki znikają, gdy uporządkuje się pierwiastki według liczby protonów. Pokazały to na początku dwudziestego wieku badania promieniowania rentgenowskiego prowadzone przez Henry'ego Moseleya, który powiązał widmo pierwiastka właśnie z ładunkiem jądra. Od tego czasu układ okresowy porządkuje liczba atomowa, a prawo okresowe mówi, że właściwości pierwiastków powtarzają się okresowo wraz ze wzrostem liczby atomowej, nie masy. Sam Mendelejew nie umiał wyjaśnić tych wyjątków, ale zaufał właściwościom pierwiastków bardziej niż samym liczbom i zostawił je tam, gdzie pasowały chemicznie. Późniejsze odkrycie protonu pokazało, że miał rację, a numer pola w tablicy i liczba protonów okazały się tą samą liczbą.

Jak z liczby atomowej odczytać liczbę protonów, elektronów i neutronów

Liczba protonów jest równa liczbie atomowej — to definicja, więc nic tu nie trzeba liczyć. W atomie obojętnym elektrycznie ładunki dodatnie i ujemne muszą się równoważyć, więc liczba elektronów również równa się liczbie atomowej. Sód o liczbie atomowej 11 ma jedenaście protonów i jedenaście elektronów. Liczbę neutronów wyliczasz jako różnicę liczby masowej i liczby atomowej. Inaczej jest w jonach, bo tam liczba elektronów się zmienia, a liczba protonów nigdy. Jon sodu Na+ oddał jeden elektron, więc ma jedenaście protonów i dziesięć elektronów. Jon chlorkowy Cl- przyjął jeden elektron, więc przy siedemnastu protonach ma osiemnaście elektronów. Ładunek jonu to właśnie różnica między liczbą protonów a liczbą elektronów i stąd bierze się jego znak. Wynika z tego prosta reguła: kation ma mniej elektronów niż protonów, a anion więcej. Liczba atomowa pozostaje przy tym niezmieniona, bo jon sodu wciąż jest sodem, tylko pozbawionym jednego elektronu. Dlatego w zadaniach z jonami zaczynaj zawsze od liczby atomowej, a dopiero potem koryguj liczbę elektronów o ładunek.

Najczęstsze pytania