Hvad er et atomnummer?
Atomnummeret er antallet af protoner og mdash;positivt ladede partikler mdash;I kernen et atom af et kemisk element.Elementer adskilles fra hinanden med antallet af disse partikler, de har, og derfor har hvert element sit eget unikke atomnummer.De kemiske egenskaber ved et element bestemmes af dets antal elektroner, men i et neutralt atom er dette det samme som antallet af protoner.Atomer kan dog vinde eller miste elektroner til dannelse af negativt eller positivt ladede ioner, så atomnummeret defineres som antallet af protoner, da dette altid er det samme for et givet element.
Atomnummer, massetal og atomvægt
Det er muligt at forvirre disse værdier, men de er ganske forskellige fra hinanden.Atomer består af en kerne, der indeholder positivt ladede protoner og elektrisk neutrale neutroner, med elektroner, der kredserer et stykke væk.Protoner og neutroner er relativt tunge og ens i vægt, men elektroner er meget lettere og bidrager meget lidt til vægten af et atom. Massenummeret for et atom er antallet af protoner plus antallet af neutroner og er næsten lig med atomets vægt.
Antallet af neutroner i et element kan variere.Former af et element med forskellige antal neutroner er kendt som isotoper .For eksempel har den mest almindelige form for brint en proton og ingen neutroner, men to andre isotoper af brint findes, deuterium og tritium med henholdsvis en og to neutroner.Naturligt forekommende elementer er ofte blandinger af forskellige isotoper.Carbon er et andet eksempel, der består af isotoper med massetal 12, 13 og 14. Disse har alle seks protoner, men har henholdsvis seks, syv og otte neutroner.Kendte elementer er de nøjagtige beregninger ikke altid ligetil på grund af forekomsten af forskellige isotoper i forskellige proportioner.Ofte bestemmes atomvægten som et gennemsnit, baseret på den relative overflod af isotoper.Da nogle isotoper er ustabile og ændrer sig over tid til andre elementer, kan atomvægte variere og kan være repræsenteret som et interval snarere end en enkelt værdi.Isotoper er normalt repræsenteret med atomnummeret nederst til venstre på det kemiske symbol og massetalet eller omtrentlig atomvægt øverst til højre.For eksempel ville kulstof 13 blive vist som
6C 13 . Den periodiske tabel
I 1860'erne arbejdede den russiske kemiker Dimitri Mendeleev på et bord med de elementer, der er kendt på det tidspunkt, hvilket oprindeligt viser dem i rækkefølge afatomvægt og arrangere dem i rækker, der grupperede elementer med lignende kemiske egenskaber sammen.Det var tidligere blevet bemærket af andre kemikere, at elementernes egenskaber, når de blev bestilt efter vægt, havde en tendens til at gentage med flere eller mindre regelmæssige intervaller.For eksempel er lithium, natrium og kalium alle reaktive metaller, der kombineres med ikke-metaller på lignende måder, mens helium, neon og argon alle er helt ureaktive gasser.Af denne grund blev Mendeleevs liste kendt som den periodiske tabel.
Mendeleevs første udkast fungerede godt, men der var et par uoverensstemmelser.For eksempel, der er opført i rækkefølge af vægt, kom jod før Tellurium.Problemet var, at denne grupperede jod med ilt, svovl og selen og tellurium med fluor, klor og brom.I henhold til deres kemiske egenskaber burde det modsatte have været tilfældet, så inden han offentliggjorde hans bord i 1869, byttede Mendeleev simpelthen disse elementer rundt.Det var imidlertid først i begyndelsen af det 20. århundrede, at grunden til disse uoverensstemmelser blev afsløret.
I 1913, fysikeren H.G.J.Moseley etablerede et forhold mellem bølgelængderne af røntgenstråler produceret af forskellige elementer og deres sekvens i den periodiske ti stand.Da strukturen af atomet blev afsløret af andre eksperimenter omkring denne tid, blev det klart, at dette forhold var afhængigt af antallet af protoner i et elements kerne, med andre ord dets atomnummer.Den periodiske tabel kunne derefter bestilles af dette nummer, hvilket sætter de observerede kemiske egenskaber af elementerne på et lyd teoretisk grundlag.De lejlighedsvise uoverensstemmelser i den originale tabel skyldtes, at variationer i antallet af neutroner undertiden kunne resultere i, at et element har en højere atomvægt end et andet element med et højere atomnummer.
Den moderne periodiske tabel viser elementerne i kasserArrangeret i rækker og søjler, med atomnummer stiger langs hver række.Hver søjle grupperer elementer med lignende kemiske egenskaber.Søjlerne bestemmes af antallet og arrangementet af elektroner i atomerne, som igen bestemmes af antallet af protoner.Hver boks indeholder normalt det kemiske symbol for elementet med atomnummeret ovenfor.