Хімія - це галузь науки, яка завдяки знанню елементарних величин, що випускаються хімічними елементами, дозволяє передбачити їх властивості та поведінку в хімічних сполуках. Ці знання також допомагають нам формувати нові відкриті хімічні та краще розуміти основи світу природи. Однією з цих основ є атомний номер елементів. Він не визначає тільки їх місце в часовій таблиці, але повідомляє нам про кількість електронів, які потім іноді взаємодіють з іншими молекулами.
Склад атомного ядра: атомний номер і масове число
Щоб зрозуміти поняття атомного числа та масового числа елементів, ми повинні спочатку отримати основну інформацію про атоми. Структуру атома іноді описують як планетарну систему. У центрі ми маємо позитивно заряджене атомне ядро, яке зосереджує практично всю масу атома. Поза ядра навколо нього обертаються негативно заряджені електрони. Ядро притягує їх електростатичними силами. Електрони, особливо ті, що знаходяться на найвіддаленішій оболонці (валентній оболонці), починають багато властивостей атома. Атомний номер – що потрібно знати:
- атомний номер і масове число першого складу атомного ядра.
- атомний номер – кількість позитивних елементарних зарядів в атомному ядру . Він позначається літерою Z і вказується в лівому нижньому куті символом хімічної сполуки .
- атомний номер говорить нам про кількість електронів, які обертаються навколо ядра, після чого він дорівнює кількість позитивних протонів в ядрі атома (атом електрично нейтральний). Знаючи ці значення, ми можемо застосувати хімічний елемент, з якими маємо справу.
- Хімічний елемент виготовлений як речовина, що містить атоми, всі з яких мають один атомний номер.
Ізотопи
Поняття атомного номера та масового числа хімічних елементів часто є проблематичними. Хоча обидва поняття мають чіткі визначення, їх часто плутають. Це передбачає, наприклад, помилкове визначення інших питань, що стосуються хімічних елементів, як у випадку ізотопів. Варто мати на увазі, що ізотопи відрізняються за величиною масового числа (кількості нуклонів, тобто загальної кількості нейтронів і протонів), а їх атомний номер постійний. Ізотопи , визначені як варіанти певного хімічного елемента, відрізняються своєю атомною масою. Таким чином, варіанти мають один заряд ядра (однакову кількість протонів) і однакову кількість електронів, які обертаються навколо нього. Читкою відмінністю між ізотопами є їх атомна маса. Це пояснюється тим, що атомні ядра одного і того ж елемента утворюють різну кількість нейтронів. Атоми кожного ізотопу називаються нуклідами.
Атомний номер і положення хімічного елемента в періодичній системі
Значення атомного номера хімічного елемента сильно корелює з його положенням у кратній системі. Елементи, розташовані за зростанням атомного номера, зливаються саме в періоди . Коли ми аналізуємо положення кожного елемента в таблиці, то бачимо, що перший період включає воду і гелій, атомні номери, які дорівнюють 1 і 2 відповідно. Другий період містить по два елементи з групи 1 і 2, а потім з групи 13, 14, 15, 16, 17 і 18. Цю аналогію можна спостерігати в наступних періодах послідовної системи елементів.
Які найнижчі та найвищі атомні числа?
Найнижчий атомний номер водню , який дорівнює 1. Число 2 для гелю, 3 для літію і так далі. Ваш елемент, який сьогодні відомий як найвищий атомний номер, — це елемент оганессона з атомним номером 118. Перші атоми оганессона були зведені в 2002 році групою під керівництвом Юрія Оганесяна. Ще одне спостереження за оганессоном відбулося в 2006 році, але IUPAC не вважав його достовірним. Однак його схвалили аж у 2015 році. Такі елементи, як оганессон, є прикладами надважких елементів . Їх ядра складається з багатьох протонів (вони мають високі атомні номери). Оганессон не існує в земній корі; воно може існувати лише короткий час у суворо контрольованих умовах. Вчених постійно турбує питання про те, чи можливо виробити ще більш важкі елементи, і де вони можуть бути розміщені в цій таблиці. У 1969 році вони навіть запропонували додати восьмий період до періодичної таблиці. Він може включати ті елементи, які мають найвищі атомні номери в розділах від 119 до 168. Проте жодний такий елемент ніколи не був синтезований. Інформації про те, чи можуть такі елементи насправді існувати, немає.