Número atômico

Definição

O número atômico de um elemento químico é o número de prótons no núcleo de um átomo do elemento. É o número de carga do núcleo, já que os nêutrons não carregam carga elétrica líquida.

O número atômico determina a identidade de um elemento e muitas de suas propriedades químicas.

A tabela periódica moderna é ordenada aumentando o número atômico.

O que é

O número atômico é o número de prótons – partículas carregadas positivamente – no núcleo, um átomo de um elemento químico.

Os elementos são distinguidos um do outro pelo número dessas partículas que eles têm e, portanto, cada elemento tem seu próprio número atômico único.

As propriedades químicas de um elemento são determinadas pelo número de elétrons, mas em um átomo neutro, é o mesmo que o número de prótons.

Os átomos podem, no entanto, ganhar ou perder elétrons para formar íons carregados negativa ou positivamente, de modo que o número atômico é definido como o número de prótons, pois é sempre o mesmo para um determinado elemento.

Número atômico, número de massa e peso atômico

É possível confundir esses valores, mas eles são bem distintos um do outro.

Os átomos consistem em um núcleo contendo prótons com carga positiva e nêutrons eletricamente neutros, com elétrons orbitando a alguma distância.

Prótons e nêutrons são relativamente pesados e têm peso semelhante, mas os elétrons são muito mais leves e contribuem muito pouco para o peso de um átomo.

O número de massa de um átomo é o número de prótons mais o número de nêutrons e é quase igual ao peso do átomo.

O número de nêutrons em um elemento pode variar.

Formas de um elemento com diferentes números de nêutrons são conhecidas como isótopos.

Por exemplo, a forma mais comum de hidrogênio tem um próton e nenhum nêutron, mas existem outros dois isótopos de hidrogênio, deutério e trítio, com um e dois nêutrons, respectivamente.

Elementos que ocorrem naturalmente são frequentemente misturas de diferentes isótopos.

O carbono é outro exemplo, consistindo em isótopos com números de massa 12, 13 e 14. Todos têm seis prótons, mas seis, sete e oito nêutrons, respectivamente.

Embora os químicos do século XIX tenham estabelecido boas aproximações dos pesos atômicos dos elementos conhecidos, os cálculos precisos nem sempre são diretos, devido à ocorrência de diferentes isótopos em proporções variadas.

Freqüentemente, o peso atômico é determinado como uma média, com base na abundância relativa de isótopos. Como alguns isótopos são instáveis, mudando ao longo do tempo para outros elementos, os pesos atômicos podem variar e podem ser representados como um intervalo, em vez de um único valor.

Os isótopos são geralmente representados com o número atômico no canto inferior esquerdo do símbolo químico e o número de massa, ou peso atômico aproximado, no canto superior direito. Por exemplo, o carbono 13 seria mostrado como 6 C 13.

Átomos

O número atômico de um elemento é o número de prótons no núcleo de cada átomo desse elemento.

Um átomo pode ser classificado como um elemento específico com base apenas em seu número atômico.

Por exemplo, qualquer átomo com um número atômico de 8 (seu núcleo contém 8 prótons) é um átomo de oxigênio, e qualquer átomo com um número diferente de prótons seria um elemento diferente.

A tabela periódica exibe todos os elementos conhecidos e é organizada em ordem crescente de número atômico.

O número atômico de um elemento é indicado acima do símbolo elementar. O hidrogênio, no canto superior esquerdo da tabela, possui um número atômico igual a 1. Todo átomo de hidrogênio possui um próton em seu núcleo.

O próximo na mesa é o hélio, cujos átomos têm dois prótons no núcleo.

Os átomos de lítio têm três prótons, os átomos de berílio têm quatro e assim por diante.

Como os átomos são neutros, o número de elétrons em um átomo é igual ao número de prótons. Todos os átomos de hidrogênio têm um elétron ocupando o espaço fora do núcleo. O hélio, com dois prótons, terá dois elétrons.

Na química, a contagem de prótons sempre será equivalente ao número atômico de um átomo. Este valor não será alterado a menos que o núcleo decaia ou seja bombardeado (física nuclear).

Por que o número atômico é importante

A principal razão pela qual o número atômico é importante é porque é como você identifica o elemento de um átomo.

Outro grande motivo que importa é que a tabela periódica moderna é organizada de acordo com o aumento do número atômico.

Finalmente, o número atômico é um fator chave na determinação das propriedades de um elemento.

Observe, no entanto, o número de elétrons de valência determina o comportamento da ligação química.

A tabela periódica

Na década de 1860, o químico russo Dimitri Mendeleev trabalhou em uma tabela dos elementos conhecidos na época, listando-os inicialmente em ordem de peso atômico e organizando-os em linhas que agrupavam elementos com propriedades químicas semelhantes. Já havia sido observado por outros químicos que as propriedades dos elementos, quando ordenadas em peso, tendiam a se repetir em intervalos mais ou menos regulares. Por exemplo, lítio, sódio e potássio são todos metais reativos que combinam com não metais de maneira semelhante, enquanto hélio, néon e argônio são gases completamente não reativos. Por esse motivo, a lista de Mendeleev ficou conhecida como tabela periódica.

O primeiro rascunho de Mendeleev funcionou bem, mas houve algumas inconsistências. Por exemplo, listado em ordem de peso, o iodo veio antes do telúrio. O problema era que este agrupava iodo com oxigênio, enxofre e selênio e telúrio com flúor, cloro e bromo. De acordo com suas propriedades químicas, o inverso deveria ter sido o caso; portanto, antes de publicar sua mesa em 1869, Mendeleev simplesmente trocou esses elementos.

Não foi até o início do século XX, no entanto, que a razão dessas inconsistências foi revelada.

Em 1913, o físico HGJ Moseley estabeleceu uma relação entre os comprimentos de onda dos raios X produzidos por diferentes elementos e sua sequência na tabela periódica.

Como a estrutura do átomo foi revelada por outros experimentos nessa época, ficou claro que essa relação dependia do número de prótons no núcleo de um elemento, ou seja, seu número atômico.

A tabela periódica pode então ser ordenada por esse número, colocando as propriedades químicas observadas dos elementos em uma sólida base teórica. As inconsistências ocasionais na tabela original devem-se ao fato de que variações no número de nêutrons às vezes podem resultar em um elemento com um peso atômico maior do que outro elemento com um número atômico maior.

A tabela periódica moderna mostra os elementos em caixas organizadas em linhas e colunas, com o número atômico ascendente ao longo de cada linha. Cada coluna agrupa elementos com propriedades químicas semelhantes.

As colunas são determinadas pelo número e disposição dos elétrons nos átomos, que por sua vez é determinado pelo número de prótons. Cada caixa normalmente contém o símbolo químico do elemento, com o número atômico acima.

Resumo

Os átomos de cada elemento contêm um número característico de prótons. De fato, o número de prótons determina qual átomo estamos vendo (por exemplo, todos os átomos com seis prótons são átomos de carbono); o número de prótons em um átomo é chamado número atômico.

Por outro lado, o número de nêutrons para um determinado elemento pode variar.

Formas do mesmo átomo que diferem apenas no número de nêutrons são chamadas isótopos.

Juntos, o número de prótons e o número de nêutrons determinam o número de massa de um elemento: número de massa = prótons + nêutrons. Se você deseja calcular quantos nêutrons um átomo possui, basta subtrair o número de prótons ou o número atômico do número de massa.

Uma propriedade intimamente relacionada ao número de massa de um átomo é sua massa atômica.

A massa atômica de um único átomo é simplesmente sua massa total e é tipicamente expressa em unidades de massa atômica ou amu.

Por definição, um átomo de carbono com seis nêutrons, carbono-12, tem uma massa atômica de 12 amu.

Outros átomos geralmente não têm massas atômicas de número redondo por razões que estão um pouco além do escopo deste artigo. Em geral, porém, a massa atômica de um átomo estará muito próxima do seu número de massa, mas terá algum desvio nas casas decimais.

Como os isótopos de um elemento têm massas atômicas diferentes, os cientistas também podem determinar a massa atômica relativa – às vezes chamada de peso atômico – de um elemento.

A massa atômica relativa é uma média das massas atômicas de todos os diferentes isótopos de uma amostra, com a contribuição de cada isótopo para a média determinada pelo tamanho da fração da amostra.

As massas atômicas relativas dadas nas entradas da tabela periódica – como a do hidrogênio abaixo – são calculadas para todos os isótopos que ocorrem naturalmente de cada elemento, ponderados pela abundância desses isótopos na Terra. Objetos extraterrestres, como asteroides ou meteoros, podem ter abundâncias isotópicas muito diferentes.

Número atômico

Fonte: chem.libretexts.org/www.elementalmatter.info/www.nde-ed.org/www.wisegeek.org/www.khanacademy.org/www.thoughtco.com/www.khanacademy.org/www.bbc.co.uk/www.remm.nlm.gov