Разница между атомным номером и массовым числом

bystudin | 12 октября, 2021 | Химия

Текущая периодическая таблица составлена таким образом, что все элементы имеют увеличивающийся атомный номер и, следовательно, увеличивающееся массовое число. Но знаем ли мы, что такое массовое число или даже атомный номер? Как мы знаем, атом состоит из электронов, протонов и нейтронов. Число электронов во внешних оболочках дает нам валентность атома. Таким же образом количество протонов и нейтронов связано с атомным номером и массовым числом атома.

Атомный номер, атомная масса и относительная атомная масса

Атомы каждого элемента состоят из определенного количества протонов. Фактически, количество протонов определяет, на какой атом мы смотрим (например, все атомы с 6 протонами являются атомами углерода). Атомный номер — это количество протонов в атоме. С другой стороны, количество нейтронов для данного элемента может отличаться. Вместе количество протонов и количество нейтронов определяет массовое число элемента.

Массовое число = количество протонов + количество нейтронов

Если вы хотите рассчитать количество нейтронов в атоме, вы можете просто вычесть количество протонов или атомный номер из массового числа.

Свойство, тесно связанное с массовым числом атома, — это его атомная масса. Атомная масса отдельного атома — это в основном его общая масса и обычно выражается в атомных единицах массы или AMU. По определению, атом углерода с 6 нейтронами, углерод-12, имеет атомную массу 12 а.е.м. В общем, атомная масса атома будет очень близка к его массовому числу, но будет иметь некоторую разницу в десятичных разрядах.

Изотоп элемента — это вариант того конкретного элемента, который состоит из нейтронов, различающихся по количеству нейтронов и, кроме того, по количеству нуклонов. Все изотопы определенного элемента имеют одинаковое количество протонов, но опять же различаются только количеством нейтронов в каждом атоме. Поскольку изотоп элемента различается по атомной массе, ученые могут также установить относительную атомную массу, иногда называемую атомным весом элемента. Относительная атомная масса — это среднее значение всех атомных масс различных изотопов в данном образце с вкладом каждого изотопа в среднее значение.

Относительные атомные массы, указанные в записях периодической таблицы — например, водорода — рассчитываются для всех встречающихся в природе изотопов каждого элемента, взвешенные по количеству этих изотопов на Земле. Объекты, такие как астероиды или метеоры, могут иметь очень разное количество изотопов.

Атомный номер

Атомный номер (выраженный буквой Z) элемента — это количество протонов в ядре каждого атома этого элемента. Атом можно классифицировать как элемент исключительно на основании его атомного номера. Например, атом с порядковым номером восемь (его ядро содержит 8 протонов) является атомом кислорода, а атом с другим числом протонов будет другим элементом. Таблица Менделеева установлена в порядке возрастания атомного номера.

Поскольку атомы нейтральны, количество протонов в атоме равно количеству электронов. Атомы водорода имеют 1 электрон, занимающий пространство за пределами ядра. Гелий, состоящий из 2 протонов, будет иметь 2 электрона из-за нейтрального состояния. В химической классификации количество протонов всегда будет равно атомному номеру атома, и это значение не будет подвергаться никаким изменениям, если только ядро не подвергнется распаду, в результате чего атом потеряет свою энергию; также называется радиоактивным распадом.

Важность атомных номеров

Помогает идентифицировать выбранный элемент атома.
Расположение элементов основано на атомном номере. Элементы устанавливаются в порядке возрастания атомных номеров элементов.
Помогает в открытии свойств любого элемента. Однако валентный электрон определяет поведение химической связи элемента.

Примеры атомных номеров

Неважно, сколько протонов и электронов присутствует в атоме. Атомный номер всегда рассчитывается по количеству протонов. Например,

Если у атома 1 протон, то атомный номер равен 1, а элемент — водород.
У каждого атома углерода будет шесть протонов, а атомный номер углерода равен 6.
Каждый атом цезия состоит из 55 протонов, следовательно, его атомный номер равен 55.

Атомные числа нескольких элементов:

Водород = 1
Гелий = 2
Литий = 3
Бериллий = 4
Бор = 5
Углерод = 6
Азот = 7
Кислород = 8

Нахождение атомного номера

Атомный номер рассчитывается следующим образом:

Во-первых, атомный номер можно определить по количеству протонов в атоме элемента.
Во-вторых, если указано имя или символ элемента, его можно распознать с помощью таблицы Менделеева. Это простое положительное целое число, которое обозначается буквой Z. Например, если указан символ Al (алюминий). Если вы исследуете периодическую таблицу, вы можете заметить, что атомный номер Al равен 13. Это легко узнать в периодической таблице, поскольку элементы присутствуют в порядке возрастания.
В-третьих, его можно узнать по символу изотопа. Символ изотопа можно записать разными способами, но при записи изотопа этот символ всегда дается. Например, если изотоп углерода задан как 14C или 146C. 14C- Если изотоп записан таким образом, мы можем определить, что символ представляет атом углерода, а атомный номер атома углерода равен 6. 146C- Если изотоп записан таким образом, атомный номер будет целым число и меньшее из двух чисел, равное 6. Обычно это нижний индекс символа элемента.

Массовое число

Массовое число элемента (A) — это сумма количества протонов и нейтронов. При расчете массового числа упускается из виду малая роль массы электронов. Это приближение массы можно использовать, чтобы легко определить, сколько нейтронов имеет элемент, просто вычитая количество протонов из массового числа. Изотопы одного и того же элемента будут иметь одинаковый атомный номер, но разные массовые числа.

Углерод имеет атомный номер 6 и 2 стабильных изотопа с массовыми числами 12 и 13 соответственно. Его средняя атомная масса 12,11.

Ученые вычисляют атомную массу, усредняя массовые числа его встречающихся в природе изотопов. Часто полученное число содержит десятичную дробь. Например, атомная масса хлора (Cl) составляет 35,45 а.е.м., потому что хлор состоит из нескольких изотопов, некоторые из которых имеют атомную массу 35 а.е.м., а некоторые — 37 а.е.м.

С помощью атомного номера (Z) и массового числа (A) вы можете найти количество протонов, нейтронов и электронов в нейтральном атоме. Например, атом лития (Z = 3, A = 7 а.е.м.) имеет 3 протона (находится из Z), 3 электрона (поскольку количество протонов эквивалентно количеству электронов в атоме) и 4 нейтрона (7 — 3 = 4).

Использование массового числа

Массовое число элемента помогает определить изотопную массу, которая измеряется в атомных единицах массы или «U». Изотоп элемента будет иметь такой же атомный номер, но другое массовое число. Изотоп в основном различается количеством нейтронов. Различные изотопы одного и того же элемента не будут иметь одинаковое массовое число. Хотя изотопы разных элементов могут иметь одинаковое массовое число, например углерод-14 (6 протонов + 8 нейтронов) и азот-14 (7 протонов + 7 нейтронов).

Свойства массового числа

Ниже перечислены различные свойства массового числа. Давайте посмотрим,
Сумма протонов и нейтронов обеспечивает это количество определенного элемента.
Обозначается буквой А.
Нейтроны и протоны вместе называются нуклонами.
Пример: атом углерода состоит из 6 протонов и 6 нейтронов. Следовательно, массовое число углерода равно 12.
Количество нейтронов может различаться в элементе. Хотя общее количество протонов одинаково во всех атомах элемента. Следовательно, атомы одного и того же элемента с одним и тем же атомным номером, но с другим массовым числом называются изотопами.
Обычно атомная масса и массовые числа — это два разных термина, которые могут немного отличаться. В большинстве случаев они не совпадают. Однако вес электрона намного меньше, поэтому мы можем считать, что атомная масса атома почти равна его массовому числу.
Есть некоторые вещества, называемые изобаром. Это атомы разных элементов, которые имеют одинаковое массовое число, но разные атомные номера. Например, хлор-37 и аргон-37 имеют одинаковое массовое число. Следовательно, они изобары.
Атомы часто испытывают альфа-распад, который разрушает 2 протона и 2 нейтрона из радиоактивного ядра, массовое число элементов может быть изменено соответствующим образом. Наконец, массовое число изменяется на 4 единицы.

Разница между атомным номером и массовым числом

Атомный номер: количество протонов, присутствующих в атоме, известно как атомный номер.

Массовое число: Массовое число — это сумма количества нейтронов и протонов в атоме.

Количество нейтронов

Атомный номер: атомный номер атома не зависит от количества нейтронов.

Массовое число: массовое число атома не зависит от количества нейтронов.

Изотопы

Атомный номер: изотопы имеют аналогичный атомный номер.

Массовое число: изотопы имеют разные массовые числа.

Изобары

Атомный номер: атомный номер в изобарах не может быть одинаковым.

Массовое число: массовое число в изобарах может быть таким же.

Ценность

Атомный номер: атомный номер всегда меньше массового числа.

Массовое число: массовое число всегда больше, чем атомное число.

Атомы состоят из электронов, протонов и нейтронов. Протоны и нейтроны вместе образуют ядро атома. Измеряя массу атома, мы фактически измеряем массу ядра. Это потому, что масса электрона намного меньше по сравнению с протоном или нейтроном. Атомный номер и массовое число атома — два основных термина, потому что они предоставляют нам факты о количестве протонов и количестве нейтронов, присутствующих в атоме. Основное различие между атомным номером и массовым числом состоит в том, что атомный номер указывает количество протонов, присутствующих в атоме, тогда как массовое число указывает общее количество протонов и количество нейтронов, присутствующих в атоме.