Atoomnummer en atoommassa: wat de getallen je vertellen
Het atoomnummer is het aantal protonen in een atoom en vertelt je welk element het atoom is. Het massagetal is het aantal protonen plus neutronen. Met deze twee getallen kun je elk deeltje tellen: protonen en elektronen zijn allebei gelijk aan het atoomnummer, en neutronen zijn gelijk aan het massagetal min het atoomnummer.
Atoomnummer: het ID-nummer van een element
Elk element heeft zijn eigen atoomnummer, vaak geschreven met de letter Z. Het is het aantal protonen in de kern van elk van zijn atomen. Waterstof is 1, koolstof is 6, ijzer is 26 en goud is 79.
Het atoomnummer werkt als een ID-nummer. Elk atoom met 26 protonen is ijzer, en elk atoom met 27 protonen is kobalt. Verander het aantal protonen en je hebt een ander element.
In het periodiek systeem is het atoomnummer het hele getal in elk vakje, meestal bovenaan. De elementen staan in die volgorde, van 1 tot 118.
Massagetal: protonen plus neutronen
Het massagetal, geschreven als A, is het totale aantal protonen en neutronen in de kern van een atoom. Elektronen zijn zo licht dat ze niet worden meegeteld.
Omdat het deeltjes telt, is het massagetal altijd een geheel getal. Het komt vaak voor in de naam van een atoom. Een ijzeratoom met 26 protonen en 30 neutronen heet ijzer-56.
Atoommassa: het decimale getal in het vakje
Het decimale getal in elk vakje is de atoommassa, ook wel atoomgewicht genoemd. Voor ijzer is dat 55,845. Het is de gemiddelde massa van de atomen van het element, gemeten in atomaire massa-eenheden (u).
Het is een gemiddelde omdat de meeste elementen een mengsel zijn van atomen met verschillende aantallen neutronen, de zogenoemde isotopen. Daarom is de atoommassa meestal geen geheel getal. De volgende les legt isotopen uitgebreider uit.
Bij elementen waarvan alle atomen radioactief zijn, zoals technetium, staat in de tabel meestal een geheel getal, zoals 98. Dat is het massagetal van een van de langstlevende isotopen van het element.
Hoe vind je protonen, neutronen en elektronen?
Voor een neutraal atoom geven drie eenvoudige regels je elk deeltje.
Protonen = atoomnummer. Elektronen = atoomnummer, omdat een neutraal atoom evenveel elektronen als protonen heeft. Neutronen = massagetal − atoomnummer.
Als er geen massagetal is gegeven, rond je de atoommassa uit de tabel af op een geheel getal en gebruik je dat. Het antwoord is een goede schatting voor een typisch atoom, maar niet altijd exact, omdat de atoommassa een gemiddelde is.
Uitgewerkte voorbeelden: natrium en ijzer
Natrium heeft atoomnummer 11 en atoommassa 22,99, wat afgerond 23 is. Een natriumatoom heeft dus 11 protonen, 11 elektronen en 23 − 11 = 12 neutronen.
IJzer heeft atoomnummer 26 en atoommassa 55,845, wat afgerond 56 is. De meeste ijzeratomen hebben dus 26 protonen, 26 elektronen en 56 − 26 = 30 neutronen.
En hoe zit het met ionen?
Een ion is een atoom dat elektronen heeft opgenomen of afgestaan. Zijn protonen veranderen nooit, dus het atoomnummer blijft hetzelfde, maar het aantal elektronen klopt niet meer.
Een positief ion heeft elektronen afgestaan en een negatief ion heeft ze opgenomen. Na⁺ heeft één elektron afgestaan, dus het heeft 11 − 1 = 10 elektronen. Het atoomnummer van chloor is 17, dus Cl⁻, dat één elektron heeft opgenomen, heeft 17 + 1 = 18 elektronen.
Kernpunten
- Het atoomnummer is het aantal protonen en bepaalt welk element een atoom is.
- Het massagetal is het aantal protonen plus neutronen en is altijd een geheel getal.
- De atoommassa in elk vakje is een gemiddelde van de isotopen van het element, dus meestal een decimaal getal.
- In een neutraal atoom zijn het aantal protonen en het aantal elektronen allebei gelijk aan het atoomnummer.
- Neutronen = massagetal − atoomnummer; als er geen massagetal is gegeven, rond je de atoommassa af voor een schatting.
Test jezelf
Drie snelle vragen over deze les.
1. Chloor heeft atoomnummer 17. Hoeveel protonen heeft elk chlooratoom?
Toon het antwoord
17 — Het atoomnummer is het aantal protonen, dus elk chlooratoom heeft er 17.2. Een natrium-23-atoom heeft atoomnummer 11. Hoeveel neutronen heeft het?
Toon het antwoord
12 — Neutronen zijn gelijk aan het massagetal min het atoomnummer, dus 23 − 11 = 12.3. Hoeveel elektronen heeft een chloride-ion, Cl⁻?