מספר אטומי ומסה אטומית: מה המספרים מספרים לכם
המספר האטומי הוא מספר הפרוטונים באטום, והוא קובע איזה יסוד האטום. מספר המסה הוא מספר הפרוטונים ועוד הנייטרונים. בעזרת שני המספרים האלה אפשר לספור כל חלקיק: מספר הפרוטונים והאלקטרונים שווה למספר האטומי, ומספר הנייטרונים שווה למספר המסה פחות המספר האטומי.
מספר אטומי: תעודת הזהות של יסוד
לכל יסוד יש מספר אטומי משלו, שנכתב לעיתים קרובות באות Z. זהו מספר הפרוטונים בגרעין של כל אחד מאטומיו. במימן הוא 1, בפחמן 6, בברזל 26 ובזהב 79.
המספר האטומי פועל כמו מספר זהות. כל אטום עם 26 פרוטונים הוא ברזל, וכל אטום עם 27 פרוטונים הוא קובלט. משנים את מספר הפרוטונים, ומקבלים יסוד אחר.
בטבלה המחזורית, המספר האטומי הוא המספר השלם בכל משבצת, בדרך כלל בחלקה העליון. היסודות מסודרים לפיו, מ-1 עד 118.
מספר מסה: פרוטונים ועוד נייטרונים
מספר המסה, שנכתב A, הוא המספר הכולל של פרוטונים ונייטרונים בגרעין האטום. האלקטרונים קלים עד כדי כך שאינם נכללים בספירה.
מכיוון שהוא סופר חלקיקים, מספר המסה הוא תמיד מספר שלם. הוא מופיע לעיתים קרובות בשם של האטום. אטום ברזל עם 26 פרוטונים ו-30 נייטרונים נקרא ברזל-56.
מסה אטומית: המספר העשרוני במשבצת
המספר העשרוני בכל משבצת הוא המסה האטומית, הנקראת גם משקל אטומי. בברזל הוא 55.845. זוהי המסה הממוצעת של אטומי היסוד, הנמדדת ביחידות מסה אטומית (u).
זהו ממוצע כי רוב היסודות הם תערובת של אטומים עם מספרי נייטרונים שונים, הנקראים איזוטופים. לכן המסה האטומית היא בדרך כלל לא מספר שלם. השיעור הבא מסביר על איזוטופים בהרחבה.
ביסודות שכל אטומיהם רדיואקטיביים, כמו טכנציום, הטבלה מציגה בדרך כלל מספר שלם במקום זאת, כמו 98. זה מספר המסה של אחד האיזוטופים ארוכי החיים ביותר של היסוד.
איך מוצאים פרוטונים, נייטרונים ואלקטרונים
באטום נייטרלי, שלושה כללים פשוטים נותנים לכם כל חלקיק.
פרוטונים = מספר אטומי. אלקטרונים = מספר אטומי, כי באטום נייטרלי יש אלקטרונים כמספר הפרוטונים. נייטרונים = מספר מסה − מספר אטומי.
אם לא נתון מספר מסה, עגלו את המסה האטומית מהטבלה למספר השלם הקרוב ביותר והשתמשו בו. התשובה היא הערכה טובה לאטום טיפוסי, אך לא תמיד מדויקת, כי המסה האטומית היא ממוצע.
דוגמאות פתורות: נתרן וברזל
לנתרן מספר אטומי 11 ומסה אטומית 22.99, שמעוגלת ל-23. כלומר באטום נתרן יש 11 פרוטונים, 11 אלקטרונים ו-23 − 11 = 12 נייטרונים.
לברזל מספר אטומי 26 ומסה אטומית 55.845, שמעוגלת ל-56. כלומר ברוב אטומי הברזל יש 26 פרוטונים, 26 אלקטרונים ו-56 − 26 = 30 נייטרונים.
ומה לגבי יונים?
יון הוא אטום שקיבל או איבד אלקטרונים. הפרוטונים שלו לעולם אינם משתנים, ולכן המספר האטומי נשאר זהה, אבל מספר האלקטרונים כבר אינו תואם אותו.
יון חיובי איבד אלקטרונים ויון שלילי קיבל אותם. Na⁺ איבד אלקטרון אחד, ולכן יש בו 11 − 1 = 10 אלקטרונים. המספר האטומי של כלור הוא 17, ולכן ב-Cl⁻, שקיבל אלקטרון אחד, יש 17 + 1 = 18 אלקטרונים.
נקודות עיקריות
- המספר האטומי הוא מספר הפרוטונים, והוא קובע איזה יסוד האטום.
- מספר המסה הוא מספר הפרוטונים ועוד הנייטרונים, והוא תמיד מספר שלם.
- המסה האטומית בכל משבצת היא ממוצע של האיזוטופים של היסוד, ולכן היא בדרך כלל מספר עשרוני.
- באטום נייטרלי, מספר הפרוטונים ומספר האלקטרונים שווים שניהם למספר האטומי.
- נייטרונים = מספר מסה − מספר אטומי; אם לא נתון מספר מסה, עגלו את המסה האטומית להערכה.
בדקו את עצמכם
שלוש שאלות מהירות על השיעור הזה.
1. המספר האטומי של כלור הוא 17. כמה פרוטונים יש בכל אטום כלור?
הצג את התשובה
17 — המספר האטומי הוא מספר הפרוטונים, ולכן בכל אטום כלור יש 17.2. לאטום נתרן-23 יש מספר אטומי 11. כמה נייטרונים יש בו?
הצג את התשובה
12 — מספר הנייטרונים שווה למספר המסה פחות המספר האטומי, ולכן 23 − 11 = 12.3. כמה אלקטרונים יש ביון כלוריד, Cl⁻?