Fizyczny

Liczba atomowa

Liczba atomowa

Jaka jest liczba atomowa?

Liczba atomowa elementu chemicznego wskazuje liczbę protonów zawartych w jądrze atomowym wspomnianego pierwiastka. W przypadku, gdy był to neutralny atom, liczba atomowa pokrywa się z liczbą elektronów wspomnianego elementu.

Jak wiadomo, jądro atomowe składa się z protonów i neutronów. Protony mają ładunek dodatni, a ich wartość pokrywa się z wartością bezwzględną obciążenia ujemnego elektronu, która wynosi 1,6 x 10-19 Coulomb w międzynarodowych jednostkach systemowych.

Rysunek 1. Schemat atomu helu (he). Liczba protonów jest liczbą atomową. Liczba neutronów plus liczba protonów to numer masowy. Źródło: Wikimedia Commons.

Ponieważ są cząstkami jądra atomowego, protonów i neutronów są znane jako Nukleony. To te cząstki praktycznie determinują masę atomu, ponieważ nukleony są około dwa tysiące razy bardziej masywne niż elektrony atomu. Z tego powodu nazywana jest liczba nukleonów w atomie Liczba masowa.

Jednakże Liczba atomowa Jest to ten, który określa chemiczne powinowactwo pierwiastków atomowych, ponieważ w neutralnych atomach liczba ta pokrywa się z liczbą elektronów.

Reprezentacja liczby atomowej

W stole okresowym, X symbolem elementu chemicznego towarzyszy w lewej dolnej stronie z liczbą z reprezentującą liczbę atomową wspomnianego elementu, podczas gdy w lewym górnym rogu symbolu chemicznego elementu jest wskazana przez numer masy.

Może ci służyć: Andromeda: odkrycie, pochodzenie, cechy, struktura

Poniższy rysunek pokazuje tę notację:

Rysunek 2. Liczba atomowa Z elementu chemicznego X i liczba masy A elementu chemicznego X, zgodnie z konwencją zastosowaną w tabeli okresowej. Źródło: Wikimedia Commons.

A następnie tabela 1 pokazuje kilka przykładów pierwiastków chemicznych z ich odpowiedniej notacją oraz numerem atomowym i masowym:

Tabela 1

Element Notacja Numer atomowy z Numer masowy a
Wodór 1 1 H 1 1
Węgiel 12 6 C 6 12
Tlen 16 8 ALBO 8 16
Uran 238 92 LUB 92 238

Liczba atomowa i porządek elementów w tabeli okresowej

Okresowa tabela Elementy chemiczne umożliwia sekwencyjną i rosnącą kolejność elementów, zgodnie z wartością ich liczby atomowej. 

Co najmniej 118 z nich jest znanych, zaczynając od wodoru, aż osiągnie element 118, który jest Oganeseon -Przed wezwaniem Aactio-, którego chemikalia jest OG, a liczba masowa wynosi 294.

Pierwsze 10 elementów chemicznych o rosnącym porządku w liczbie atomowej jest znacznie bardziej znajome. Zatem na przykład mamy najbardziej znany: 

  1. Wodór, h
  2. Helio, on
  3. Lit, Li
  4. Berylum, bądź
  5. Boro, ur
  6. Carbon, c
  7. Azot, n
  8. Tlen, o
  9. Fluor, f
  10. Neon, NE
Rysunek 3. Uproszczona tabela okresowa pokazująca symbole pierwiastków chemicznych i ich liczby atomowej

Elektroniczna Konfiguracja

Liczba atomowa wskazuje liczbę protonów w jądrze atomowym pierwiastka chemicznego i każdy proton, jak powiedzieliśmy, ma elementarne dodatnie obciążenie 1.602 x 10-19 C.

Jeśli atom jest neutralny, wówczas liczba elektronów z elementarnym obciążeniem ujemnym -1 -1.602 x10-19 C musi być równe liczbie atomowej. Znając pozycję numeryczną elementu chemicznego w stole okresowym, znana jest również jego liczba elektronów.

Może ci służyć: tranzystor mocy

W atomie elektrony te zajmują regiony zwane Orbitale, które zależą od energii i pędu kątowego elektronu. Z kolei zarówno energia, jak i pęd kątowy elektronów w atomie są kwantyzowane. Oznacza to, że mogą oni wziąć tylko pewne dyskretne wartości.

Teraz orbitale są wypełnione elektronami od niższej do większej energii, zgodnie z pewnymi regułami, które określają konfigurację elektroniczną.

W ten sposób liczba elektronów w orbitalach lub więcej zewnętrznych poziomów atomu określa połączenia, które może tworzyć z innymi atomami, tworząc cząsteczki. Liczba ta zależy od konfiguracji elektronicznej i liczby atomowej.

Źródło: Użytkownik: MaterialScientist, CC0, Via Wikimedia Commons

Liczby kwantowe

Energia elektronu w atomie jest określana przez jego główną liczbę kwantową N, które mogą przyjmować całe wartości 1, 2, 3 ..

Pęd kątowy elektronu w atomie jest określany przez wtórną liczbę kwantową L (litera ele), a jego wartości zależą od n.

Na przykład dla n = 2 wtórna liczba kwantowa pobiera wartości od 0 do n-1, to znaczy: 0 i 1. Podobnie dla n = 1, czyli najniższego poziomu energii, wtórna liczba kwantowa L ma tylko wartość 0.

Wtórne liczby kwantowe 0, 1, 2, 3 są naprzemiennie oznaczone literami S, P, D i F. Orbitale S są kuliste, a orbitale p są klapowane.

Istnieją jeszcze dwie liczby kwantowe:

  • Magnetyczna liczba kwantowa Ml, To pobiera wartości z -l do +l przechodzące przez zero.
  • Kwantowa liczba spinów S, To wymaga tylko wartości+½ i -½ i jest charakterystyczna dla elektronu.
Może ci służyć: adres (fizyczny)

Wreszcie jest zasadą wykluczenia Pauli, która stwierdza, że ​​dwa elektrony nie mogą mieć czterech identycznych liczb kwantowych. W wyniku tej zasady orbital może mieć maksymalnie dwa elektrony z przeciwnym spinem.

Elektroniczny schemat konfiguracji

Elektroniczny schemat konfiguracji służy poznaniu kolejności napełniania elektronów z mniejszych orbitali energii do najwyższej energii, gdy znana jest liczba atomowa elementu chemicznego. Rysunek 4 pokazuje ten schemat:

Rysunek 4. Elektroniczna Konfiguracja. Źródło: Wikimedia Commons.

Schematyzowany pomysł jest następujący: Pierwszy problem wskazuje główną liczbę kwantową, następnie litera wskazuje wtórną liczbę kwantową, a na koniec numer ankiety wskazuje maksymalne możliwe elektrony na tej orbicie.

Przykład

Konfiguracja węgla elektronicznego i krzemowego

Jak wskazano powyżej, węgiel ma liczbę atomową 6, co oznacza, że ​​ma 6 elektronów, które są dystrybuowane w następujący sposób: 1S2 2S2 2p2. Ze swojej strony krzem ma atomową liczbę 14, a jego elektrony są rozmieszczone w tej drugiej formie: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P2.

Oba elementy znajdują się w tej samej kolumnie z tabeli okresowej, ponieważ nawet jeśli mają różne liczby atomowe, mają tę samą konfigurację elektroniczną w bardziej zewnętrzny orbital.

Bibliografia

  1. Connor, n. Co to jest nukleon - struktura jądra atomowego - definicja. Pobrano z: okresowe opłatę.org.
  2. People na szczycie. Numer atomowy: co to jest, jak jest reprezentowany. Odzyskany z: szczyt.org
  3. Lifeder. Czym jest okresowość chemiczna? Pobrano z: Lifer.com
  4. Wikipedia. Elektroniczna Konfiguracja. Odzyskane z: jest.Wikipedia.com
  5. Wikipedia. Liczba atomowa. Odzyskane z: jest.Wikipedia.com