Атомний номер і атомна маса: що означають ці числа

Атомний номер: ідентифікаційний номер елемента

Кожен елемент має власний атомний номер, який часто позначають літерою Z. Це кількість протонів в ядрі кожного з його атомів. У водню він 1, у вуглецю 6, у заліза 26, а в золота 79.

Атомний номер працює як ідентифікаційний номер. Будь-який атом із 26 протонами — це залізо, а будь-який атом із 27 протонами — кобальт. Змініть кількість протонів, і вийде інший елемент.

У періодичній таблиці атомний номер — це ціле число в кожній клітинці, зазвичай угорі. Елементи розташовані за його зростанням, від 1 до 118.

Масове число: протони плюс нейтрони

Масове число, позначене A, — це загальна кількість протонів і нейтронів в ядрі атома. Електрони такі легкі, що їх не враховують.

Оскільки воно рахує частинки, масове число завжди ціле. Його часто вказують у назві атома. Атом заліза з 26 протонами й 30 нейтронами називається залізо-56.

Атомна маса: десяткове число в клітинці

Десяткове число в кожній клітинці — це атомна маса, її також називають атомною вагою. Для заліза вона дорівнює 55,845. Це середня маса атомів елемента, виміряна в атомних одиницях маси (u).

Вона середня, бо більшість елементів — це суміш атомів з різною кількістю нейтронів, які називаються ізотопами. Тому атомна маса зазвичай не є цілим числом. Наступний урок докладніше пояснює ізотопи.

Для елементів, усі атоми яких радіоактивні, наприклад технецію, таблиця зазвичай показує ціле число, як-от 98. Це масове число одного з найстабільніших ізотопів елемента.

26FeЗалізо55,845

Як знайти протони, нейтрони та електрони

Для нейтрального атома три прості правила дають усі частинки.

Протони = атомний номер. Електрони = атомний номер, бо нейтральний атом має стільки електронів, скільки протонів. Нейтрони = масове число − атомний номер.

Якщо масове число не задано, округліть атомну масу з таблиці до найближчого цілого числа й використайте його. Відповідь буде хорошим наближенням для типового атома, але не завжди точною, бо атомна маса — це середнє значення.

Приклади розв’язання: натрій і залізо

Натрій має атомний номер 11 й атомну масу 22,99, що округлюється до 23. Отже, атом натрію має 11 протонів, 11 електронів і 23 − 11 = 12 нейтронів.

Залізо має атомний номер 26 й атомну масу 55,845, що округлюється до 56. Отже, більшість атомів заліза мають 26 протонів, 26 електронів і 56 − 26 = 30 нейтронів.

А що з йонами?

Йон — це атом, що приєднав або віддав електрони. Його протони ніколи не змінюються, тож атомний номер залишається тим самим, але кількість електронів уже не збігається з ним.

Позитивний йон віддав електрони, а негативний — приєднав їх. Na⁺ віддав один електрон, тож має 11 − 1 = 10 електронів. Атомний номер хлору 17, тож Cl⁻, що приєднав один електрон, має 17 + 1 = 18 електронів.