Атомный номер и атомная масса: что говорят числа

Атомный номер: «удостоверение личности» элемента

У каждого элемента свой атомный номер, часто обозначаемый буквой Z. Это число протонов в ядре каждого его атома. У водорода он 1, у углерода 6, у железа 26, у золота 79.

Атомный номер работает как идентификационный номер. Любой атом с 26 протонами — это железо, а любой атом с 27 протонами — кобальт. Измените число протонов — и получится другой элемент.

В периодической таблице атомный номер — это целое число в каждой клетке, обычно вверху. Элементы расположены по порядку этих номеров, от 1 до 118.

Массовое число: протоны плюс нейтроны

Массовое число, обозначаемое A, — это общее число протонов и нейтронов в ядре атома. Электроны настолько лёгкие, что их при подсчёте не учитывают.

Поскольку оно считает частицы, массовое число всегда целое. Часто оно входит в название атома. Атом железа с 26 протонами и 30 нейтронами называется железо-56.

Атомная масса: десятичное число в клетке

Десятичное число в каждой клетке — это атомная масса, которую также называют атомным весом. Для железа она равна 55,845. Это средняя масса атомов элемента, измеряемая в атомных единицах массы (u).

Она средняя, потому что большинство элементов представляют собой смесь атомов с разным числом нейтронов — изотопов. Поэтому атомная масса обычно не целое число. Подробнее об изотопах рассказывает следующий урок.

Для элементов, все атомы которых радиоактивны, например технеция, в таблице обычно указано целое число, скажем 98. Это массовое число одного из самых долгоживущих изотопов элемента.

26FeЖелезо55,845

Как найти протоны, нейтроны и электроны

Для нейтрального атома три простых правила дают число всех частиц.

Протоны = атомный номер. Электроны = атомный номер, потому что в нейтральном атоме электронов столько же, сколько протонов. Нейтроны = массовое число − атомный номер.

Если массовое число не дано, округлите атомную массу из таблицы до ближайшего целого и используйте его. Ответ будет хорошей оценкой для типичного атома, но не всегда точным, потому что атомная масса — среднее значение.

Разбор примеров: натрий и железо

У натрия атомный номер 11 и атомная масса 22,99, что округляется до 23. Значит, в атоме натрия 11 протонов, 11 электронов и 23 − 11 = 12 нейтронов.

У железа атомный номер 26 и атомная масса 55,845, что округляется до 56. Значит, у большинства атомов железа 26 протонов, 26 электронов и 56 − 26 = 30 нейтронов.

А как же ионы?

Ион — это атом, который приобрёл или потерял электроны. Число его протонов не меняется, поэтому атомный номер остаётся прежним, но число электронов уже не совпадает с ним.

Положительный ион потерял электроны, а отрицательный приобрёл их. Na⁺ потерял один электрон, поэтому у него 11 − 1 = 10 электронов. Атомный номер хлора 17, значит, у Cl⁻, приобретшего один электрон, 17 + 1 = 18 электронов.