เลขอะตอมและมวลอะตอม: ตัวเลขเหล่านี้บอกอะไรเรา

เลขอะตอม: หมายเลขประจำตัวของธาตุ

ธาตุทุกธาตุมีเลขอะตอมเป็นของตัวเอง ซึ่งมักเขียนด้วยตัวอักษร Z คือจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของแต่ละอะตอมของธาตุนั้น ไฮโดรเจนคือ 1 คาร์บอนคือ 6 เหล็กคือ 26 และทองคำคือ 79

เลขอะตอมทำหน้าที่เหมือนหมายเลขประจำตัว อะตอมใดก็ตามที่มีโปรตอน 26 ตัวคือเหล็ก และอะตอมใดก็ตามที่มีโปรตอน 27 ตัวคือโคบอลต์ เปลี่ยนจำนวนโปรตอน ก็จะได้ธาตุอื่น

บนตารางธาตุ เลขอะตอมคือจำนวนเต็มในแต่ละช่อง โดยปกติอยู่ด้านบน ธาตุต่าง ๆ เรียงลำดับตามเลขนี้ ตั้งแต่ 1 ถึง 118

เลขมวล: โปรตอนบวกนิวตรอน

เลขมวล เขียนแทนด้วย A คือจำนวนรวมของโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสของอะตอม อิเล็กตรอนเบามากจนไม่นำมานับรวม

เนื่องจากเป็นการนับอนุภาค เลขมวลจึงเป็นจำนวนเต็มเสมอ และมักปรากฏในชื่อของอะตอม อะตอมเหล็กที่มีโปรตอน 26 ตัวและนิวตรอน 30 ตัวเรียกว่าเหล็ก-56

มวลอะตอม: ทศนิยมในช่อง

ตัวเลขทศนิยมในแต่ละช่องคือมวลอะตอม หรือเรียกว่าน้ำหนักอะตอม สำหรับเหล็กคือ 55.845 เป็นค่ามวลเฉลี่ยของอะตอมของธาตุนั้น วัดเป็นหน่วยมวลอะตอม (u)

ที่เป็นค่าเฉลี่ยเพราะธาตุส่วนใหญ่เป็นส่วนผสมของอะตอมที่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน เรียกว่าไอโซโทป มวลอะตอมจึงมักไม่ใช่จำนวนเต็ม บทเรียนถัดไปจะอธิบายไอโซโทปโดยละเอียดมากขึ้น

สำหรับธาตุที่อะตอมทุกตัวเป็นกัมมันตรังสี เช่น เทคนีเชียม ตารางมักแสดงเป็นจำนวนเต็มแทน เช่น 98 ซึ่งเป็นเลขมวลของไอโซโทปที่คงอยู่ได้นานที่สุดชนิดหนึ่งของธาตุนั้น

26Feเหล็ก55.845

วิธีหาโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน

สำหรับอะตอมที่เป็นกลาง กฎง่าย ๆ สามข้อช่วยให้คุณหาอนุภาคได้ครบทุกชนิด

โปรตอน = เลขอะตอม อิเล็กตรอน = เลขอะตอม เพราะอะตอมที่เป็นกลางมีอิเล็กตรอนเท่ากับโปรตอน นิวตรอน = เลขมวล − เลขอะตอม

หากไม่ได้ให้เลขมวลมา ให้ปัดมวลอะตอมจากตารางเป็นจำนวนเต็มที่ใกล้ที่สุดแล้วใช้ค่านั้น คำตอบเป็นค่าประมาณที่ดีสำหรับอะตอมทั่วไป แต่ไม่ถูกต้องเป๊ะเสมอไป เพราะมวลอะตอมเป็นค่าเฉลี่ย

ตัวอย่างการคำนวณ: โซเดียมและเหล็ก

โซเดียมมีเลขอะตอม 11 และมวลอะตอม 22.99 ซึ่งปัดเป็น 23 ดังนั้นอะตอมโซเดียมมีโปรตอน 11 ตัว อิเล็กตรอน 11 ตัว และนิวตรอน 23 − 11 = 12 ตัว

เหล็กมีเลขอะตอม 26 และมวลอะตอม 55.845 ซึ่งปัดเป็น 56 ดังนั้นอะตอมเหล็กส่วนใหญ่มีโปรตอน 26 ตัว อิเล็กตรอน 26 ตัว และนิวตรอน 56 − 26 = 30 ตัว

แล้วไอออนล่ะ

ไอออนคืออะตอมที่รับหรือให้อิเล็กตรอน โปรตอนของมันไม่เคยเปลี่ยน เลขอะตอมจึงเท่าเดิม แต่จำนวนอิเล็กตรอนไม่เท่ากับโปรตอนอีกต่อไป

ไอออนบวกให้อิเล็กตรอนไป ส่วนไอออนลบรับอิเล็กตรอนมา Na⁺ ให้อิเล็กตรอนไป 1 ตัว จึงมีอิเล็กตรอน 11 − 1 = 10 ตัว คลอรีนมีเลขอะตอม 17 ดังนั้น Cl⁻ ซึ่งรับอิเล็กตรอนมา 1 ตัว จึงมีอิเล็กตรอน 17 + 1 = 18 ตัว