Атомный номер - одна из важнейших характеристик химического элемента. Но что именно он показывает и почему это так важно знать? Давайте разберемся!
Что означает атомный номер элемента
Атомный номер - это число, показывающее количество протонов в ядре атома данного химического элемента. Например, у атома углерода атомный номер равен 6. Это значит, что в ядре каждого атома углерода находится 6 протонов.
Протоны имеют положительный заряд. Поэтому заряд ядра атома равен числу протонов, т.е. атомному номеру элемента. Так как атом в целом электрически нейтрален, то атомный номер показывает и общее количество электронов в нейтральном атоме.
Атомный номер элемента = Количество протонов в ядре = Заряд ядра = Количество электронов в нейтральном атоме
Положение химического элемента в периодической системе также определяется его атомным номером. Элементы расположены по возрастанию атомных номеров - от водорода с номером 1 до оганесона с номером 118.
Как найти атомный номер элемента
Самый простой способ узнать атомный номер элемента - посмотреть в таблице Менделеева. Атомный номер указан в верхнем левом углу каждого элемента.
Если нужно найти атомный номер неизвестного элемента, можно воспользоваться следующей формулой:
Атомный номер = Заряд ядра (в ед. элементарного заряда)
Заряд ядра можно определить экспериментально с помощью масс-спектрометрии или других физических методов.
Как атомный номер влияет на свойства элемента
Атомный номер напрямую влияет на распределение электронов элемента по электронным слоям и орбиталям. А это, в свою очередь, определяет все основные химические свойства.
Например, металлические свойства элементов периодической системы усиливаются с увеличением атомного номера в периоде. А неметаллические свойства, наоборот, ослабевают.
Физические свойства элемента, такие как плотность, температура плавления и кипения, твердость, тепло- и электропроводность, также напрямую зависят от атомного номера.
- У металлов с увеличением атомного номера плотность и температуры плавления и кипения возрастают.
- У неметаллов наблюдается обратная зависимость: с ростом атомного номера плотность и температуры плавления и кипения уменьшаются.
Как соотносятся атомный и массовый номера
Не стоит путать атомный номер и массовое число элемента. Это совершенно разные величины.
Атомный номер, как мы выяснили, показывает количество протонов и определяет положение элемента в таблице Менделеева. А массовое число - это суммарное количество протонов и нейтронов в ядре атома.
Для данного элемента атомный номер постоянен. А массовое число может варьироваться у разных атомов. Такие разновидности одного элемента с разными массовыми числами называются изотопами.
Например, углерод-12, углерод-13 и углерод-14 - это изотопы углерода с массовыми числами соответственно 12, 13 и 14. Но атомный номер у всех изотопов углерода одинаков - 6.
Чтобы найти количество нейтронов в атоме, нужно из массового числа вычесть атомный номер:
Количество нейтронов = Массовое число - Атомный номер
Какое максимальное значение может принимать атомный номер
По мере открытия новых элементов атомные номера постепенно увеличивались. В настоящее время рекордсменом является оганесон с атомным номером 118.
Элементы с самыми большими атомными номерами называются сверхтяжелыми. Их атомные ядра крайне нестабильны, поэтому такие элементы не встречаются в природе и быстро распадаются в лабораторных условиях.
| Элемент | Атомный номер |
| Оганесон | 118 |
| Теннессин | 117 |
| Московий | 115 |
Теоретические модели предсказывают возможность существования элементов с атомными номерами до 170-180. Но пока ни один из них не получен экспериментально.
Для синтеза сверхтяжелых элементов используют ускорители заряженных частиц. С их помощью атомные ядра бомбардируют ядрами других, более легких элементов.
Часто задаваемые вопросы об атомном номере элемента
Можно ли изменить атомный номер химического элемента?
Нет, атомный номер элемента является его фундаментальной характеристикой и изменить его невозможно. Это привело бы к образованию принципиально иного химического элемента.
Каковы практические применения знаний об атомном номере элементов?
Знание атомных номеров необходимо для понимания периодической системы элементов, прогнозирования химических реакций, изучения свойств веществ. Эта информация широко используется в науке и промышленности.
Почему атомные номера идут именно в таком порядке?
Порядок атомных номеров обусловлен закономерным заполнением электронных слоев и орбиталей в атомах согласно принципам квантовой механики.
Может ли атом иметь отрицательный атомный номер?
Нет, по определению атомный номер всегда положителен и равен количеству протонов в ядре.
Как связаны атомный номер и название элемента?
Систематические названия элементов обычно отражают их порядковый номер. Например, гелий (от греческого helios - солнце), литий (от греческого lithos - камень), бор (от арабского buraq - бора), азот (от французского azote - безжизненный) и т.д.
Однако есть и исторически сложившиеся названия элементов, не отражающие атомного номера. К примеру, натрий, калий, вольфрам, сурьма.
