La chimie est un domaine scientifique qui, par la connaissance des valeurs élémentaires définissant les éléments chimiques, permet de prédire leurs propriétés et leur comportement dans les composés chimiques. Ces connaissances nous aident également à découvrir de nouvelles formes chimiques et à mieux comprendre les fondements du monde de la nature. L'une de ces bases est le numéro atomique des éléments. Il définit non seulement leur place dans le tableau périodique, mais nous renseigne également sur le nombre d'électrons qui interagissent ensuite directement avec d'autres molécules.
Composition du noyau atomique : numéro atomique et nombre de masse
Pour comprendre les concepts de numéro atomique et de nombre de masse des éléments, nous devons d’abord apprendre les principales informations sur les atomes. La structure d’un atome est parfois décrite comme un système planétaire. Au centre, nous avons un noyau atomique chargé positivement, qui concentre pratiquement toute la masse de l’atome. En dehors du noyau, il y a des électrons chargés négativement qui tournent autour de lui. Le noyau les attire avec des forces électrostatiques. Les électrons, en particulier ceux situés au niveau de la couche la plus éloignée (couche de valence), déterminent de nombreuses propriétés de l’atome. Numéro atomique – ce que vous devez savoir :
- le numéro atomique et le nombre de masse déterminent la composition du noyau atomique.
- le numéro atomique est le nombre de charges élémentaires positives dans le noyau atomique . Il est désigné par la lettre Z et indiqué dans le coin inférieur gauche du symbole du composé chimique .
- le numéro atomique nous indique le nombre d’électrons tournant autour du noyau, car il est égal au nombre de protons positifs dans le noyau d’un atome (un atome est électriquement neutre). Une fois que nous connaissons ces valeurs, nous pouvons établir l’élément chimique auquel nous avons affaire.
- Un élément chimique est défini comme une substance contenant des atomes qui ont tous le même numéro atomique.
Isotopes
Les notions de numéro atomique et de nombre de masse des éléments chimiques sont souvent problématiques. Bien que les deux concepts aient des définitions claires, ils sont souvent confondus. Cela implique, par exemple, une définition erronée d’autres problèmes concernant les éléments chimiques, comme dans le cas des isotopes. Il convient de garder à l’esprit que les isotopes varient dans la valeur du nombre de masse (le nombre de nucléons, c’est-à-dire le total des neutrons et des protons), tandis que leur numéro atomique est constant. Les isotopes , définis comme des variantes d’un élément chimique spécifique, diffèrent par leur masse atomique. Ainsi les variants ont la même charge nucléaire (un nombre identique de protons) et le même nombre d’électrons tournant autour. Une différence claire entre les isotopes est leur masse atomique. Cela est dû au fait que les noyaux atomiques d’un même élément contiennent des nombres différents de neutrons. Les atomes de chaque isotope sont appelés nucléides.
Numéro atomique et position d’un élément chimique dans le tableau périodique
La valeur du numéro atomique d’un élément chimique est fortement corrélée à sa position dans le tableau périodique. Les éléments sont classés par numéro atomique croissant, de gauche à droite, en périodes . Lorsque nous analysons la position de chaque élément dans le tableau, nous pouvons voir que la première période comprend l’hydrogène et l’hélium, dont les numéros atomiques sont 1 et 2, respectivement. La deuxième période contient deux éléments des groupes 1 et 2, puis des groupes 13, 14, 15, 16, 17 et 18. Cette analogie peut être observée dans les périodes suivantes du tableau périodique des éléments.
Quels sont les numéros atomiques les plus bas et les plus élevés ?
Le numéro atomique le plus bas est celui de l’hydrogène , qui est égal à 1. Le numéro est 2 pour l’hélium, 3 pour le lithium, etc. L’élément connu aujourd’hui pour avoir le numéro atomique le plus élevé est l’élément oganesson , avec un numéro atomique de 118. Les premiers atomes d’oganesson ont été observés en 2002 par une équipe dirigée par Yuri Oganessian. Une autre observation de l’oganesson a eu lieu en 2006, mais n’a pas été considérée comme crédible par l’IUPAC. Cependant, il n’a été approuvé qu’en 2015. Des éléments tels que l’oganesson sont des exemples d’ éléments superlourds . Leurs noyaux contiennent beaucoup de protons (ils ont des numéros atomiques élevés). Oganesson n’existe pas dans la croûte terrestre; il peut n’exister que pendant une courte période dans des conditions strictement contrôlées. Les scientifiques sont continuellement troublés par la question de savoir s’il est possible de produire des éléments encore plus lourds et où ils pourraient être placés dans le tableau périodique. En 1969, ils ont même proposé l’ajout d’une huitième période au tableau périodique. Il pourrait inclure les éléments qui ont les numéros atomiques les plus élevés allant de 119 à 168. Cependant, aucun élément de ce type n’a jamais été synthétisé. Il n’y a aucune information si de tels éléments peuvent réellement exister.