Atomik numara - Atomic number


Vikipedi, özgür ansiklopedi

atom numarası gösterimde görülen Üst ve alt simgelerin bir açıklama. Atom numarası nedenle de atom çekirdeğinde bulunan toplam pozitif yük, proton sayısı ve.
Rutherford-Bohr modeli arasında hidrojen atomu ( Z = 1 ) veya bir hidrojen benzeri iyonu ( Z > 1 ). Bu modelde bir elektron bir orbital bir atlar foton enerjisi (ya da frekansı) yayılan elektromanyetik ışımanın (gösterilmemiştir) bu önemli bir özelliktir, atomik şarj (matematiksel karesi ile orantılı olacak Z 2 ). Tarafından deneysel ölçüm Henry Moseley (birçok elemanlar için bu radyasyonun Z = 13 ila 92 Bohr tarafından tahmin edildiği gibi) sonuçları göstermektedir. Hem atom numarasına kavramı ve Bohr modeli böylece bilimsel güven verildi.

Atom numarası ya da proton sayısı (sembol , Z a) kimyasal elementin sayısıdır proton bulunan çekirdeğin bir bölgesinin atomu . Bu aynıdır yükü sayısının çekirdeğinin. Atom numarası benzersiz bir kimyasal element tanımlar. Bir in yüksüz atom, atom numarası aynı zamanda sayısına eşittir elektron .

Atom numarası toplamı Z ve nötron sayısı , N verir kütle numarası A bir atomun. Proton ve nötronlar yaklaşık olarak aynı kütleye sahip (ve elektron kütlesi çok amaç için ihmal edilebilir) ve yana yığın kusur bağlama nükleonun nucleon kütlesi ile karşılaştırıldığında, her zaman küçüktür, atomik kütle herhangi bir atom, içinde eksprese edildiği zaman, birleşik atom kütle birimi ( "adı verilen bir miktar verme göreceli izotop kütle "), tam sayı% 1 içinde a .

Aynı atom numarasına sahip atomlarla Z ancak farklı nötron numaraları N , ve dolayısıyla farklı atom kütlesine şekilde bilinmektedir izotoplar . Doğal olarak meydana gelen elemanlarının bir biraz fazla dörtte üçü izotoplarının (bkz bir karışımı olarak var monoizotopik elemanları ) ve yeryüzünde tanımlı bir ortam içinde (nispi atom kütlesi olarak da adlandırılır), bir eleman için bir izotopik karışımın ortalama izotopik kütle belirler öğenin standart atom ağırlığı . Tarihsel olarak, bu 19. yüzyılda kimyagerler tarafından ölçülebilir miktarlarda edildi (hidrojen ile karşılaştırıldığında) elemanların bu atom ağırlıkları oldu.

Geleneksel sembol Z gelen Alman kelime Z ehl anlam numarası kimya ve fizikten fikirlerin Modern sentez önce sadece bir elementin sayısal yerini gösterilen, periyodik tabloda kimin emir yaklaşık, ama tamamen değil, tutarlı ile atom ağırlıkları ile öğelerin sırası. Sadece 1915 sonrasında, öneri ve bu kanıtlar ile Z'nin sayısı da çekirdek yükü ve atomların fiziksel karakteristiği, kelime yaptığımız Atom z ehli (ve İngilizce eşdeğer atom numarası ) bu bağlamda ortak kullanıma girer.

Tarihçe

periyodik tablo ve her bir elemanı için bir doğal sayı

Rus kimyacı Dimitri Mendeleyev periyodik tablonun yaratıcısı.

Gevşek bir varlığı veya inşaat, konuşma periyodik tabloda elementlerin elemanlarının bir sıralama oluşturur ve böylece sırayla numaralandırılmış edilebilir.

Dimitri Mendeleyev o sırasına göre (ilk 6 Mart 1869 tarihinde yayınlanmıştır) ilk periyodik tablo düzenlenmiş iddia atom ağırlığı ( "Atomgewicht"). Bununla birlikte, elemanların görülen kimyasal özellikleri göz önüne alınarak, o biraz sipariş değiştirildi ve yerleştirilen tellür öncesinde (atom ağırlığı 127.6) iyot (atom ağırlığı 126.9). Bu yerleşim, proton sayısına göre bir unsurlarını sipariş modern uygulamalarla uyumlu Z'ye , ama bu sayı zaman bilinen ya da şüphelenilen değildi.

Periyodik tablo konumuna dayalı basit bir numaralandırma ancak bütünüyle tatmin edici değildi. İyot ve tellür durumunda yanı sıra, (örneğin, argon ve potasyum, kobalt ve nikel gibi) elemanları daha sonra birçok çiftleri böylece kimyasal belirleyeceği periyodik tablodaki yerleştirilmesini gerektiren, hemen hemen aynı ya da ters atom ağırlığı olduğu biliniyordu özellikleri. Bununla birlikte daha fazla kimyasal olarak benzer tedrici kimlik lantanid atom numarası belirgin değildi elemanlar, en az elementlerin periyodik numaralandırma düzensizliğine ve belirsizliğe yol Lutesyumu ileriye ((öğe 71) hafniyum , şu anda bilinmeyen).

Niels Bohr , yaratıcısı Bohr modeli .

Rutherford-Bohr modeli ve van den Broek

1911 yılında, Ernest Rutherford bir verdi modeli bir merkezi çekirdek atom kütlesi ve elektronun şarj birimlerinde, atom atom ağırlığı yarısına eşit olması olan, pozitif yüklü en düzenlenen ettiği atom olarak ifade hidrojen atomlarının sayıları. (Altın atom sayısından yaklaşık% 25 farklı olsa Bu merkezi yük, böylece yaklaşık olarak yarısı atom ağırlığı olacaktır ( Z = 79 , A = 197 ), Rutherford onun tahmin yapılmış olan tek bir eleman). Yine de, Rutherford'un tahminine rağmen altın yaklaşık 100 merkezi farkı vardı (ama eleman olduğunu Z = 79 periyodik cetvelde) Rutherford'un kağıt, belirdi sonra, bir ay Antonius van den Broek ilk resmi önerdi merkez ücret ve sayı olduğu bir atomun elektron olduğu tam olarak (aynı zamanda eleman numarası, atom numarası ve sembolize edildiği gibi bilinen periyodik tablodaki yerine eşit Z ). Bu durum için en sonunda kanıtladı.

Moseley 1913 deney

Henry Moseley , laboratuarında.

Deneysel pozisyon araştırmasına sonra iyileşmiştir Henry Moseley aynı laboratuarda (ve onun içinde Van den Broek hipotezini kullanan insanlardaki Bohr tartışmalardan sonra, 1913 Moseley Bohr modelinin , atomun) Van den Broek en test etmeye karar verdi ve görmemelerini doğrudan Bohr hipotezi, spektral çizgiler uyarılmış atomu yayılan spektral çizgilerin sıklığı karesi ile orantılı olmasını Bohr teorinin postulation monte Z .

Bunu yapmak için, Moseley alüminyum (gelen elemanlar tarafından üretilen iç foton geçişleri dalga uzunluklarını (K ve L hatları) ölçülen , Z  altın = 13) ( Z,  bir iç hareketli anodik hedeflere bir dizi olarak kullanılır = 79) , x-ray boru . Bu fotonların frekansının kare kökü (x-ışınları) bir aritmetik ilerlemesinde sonraki bir hedef yükselmiştir. Bu sonuca (yol açtı Moseley yasası atom numarası yakından hesaplanan için (bir Moseley çalışmalarında K-hatları için tek bir birim ofset ile) tekabül olmadığını) elektrik yükü eleman sayısı, yani çekirdeğin Z . Diğer şeylerin yanı sıra, Moseley gösterdi lantanit (den seri lantan için Lutesyumu dahil) olması gerekir 15 üye-hayır daha az sayıda ve daha -ki o zaman kimya uzak bariz oldu.

Eksik elemanlar

1915 yılında Moseley ölümünden sonra uranyum hidrojenden bilinen tüm elementlerin atom sayıları ( Z = 92), onun yöntemle incelenmiştir. Yedi unsurlar vardı (ile Z <92), bu eksik unsurların yedi, bulunan ve bu nedenle atom numaraları 43, 61, 72, 75, 85, 87 ve 1918 itibaren 1947 91. tekabül yanı hala keşfedilmemiş tespit edilmemiştir hangi keşfedildi. Periyodik tabloda küriyum (kadarıyla hiç boşluk ile tam olduğu şekilde, bu zaman ilk dört Transuranyum elemanları da, keşfedilmişti Z = 96).

Proton ve nükleer elektronların fikri

1915 yılında çekirdek yükü nedeni birimleriyle kuantize edilen Z anlaşılmadı, hemen eleman sayısı ile aynı olduğu kabul edilmiştir. Adı verilen eski bir fikir PROUT hipotezi elemanları tüm artıkların (veya "protyles") Bohr-Rutherford modelinde tek bir elektron ve birinin nükleer bir yüke sahipti en hafif olarak hidrojen, bir yapılmış olduğunu iddia ettiği. Bununla birlikte, ilk 1907 Rutherford ve Thomas Royds bir kütle olarak hidrojenin değil, iki kez, dört kez vardı helyum atomların çekirdeklerinin, + 2'lik bir yüke sahip olduğu alfa parçacıkları edildi göstermiştir. Prout hipotezi doğru olsaydı, bir şey daha ağır atom çekirdekleri mevcut hidrojen çekirdeklerinin sorumlu bazı nötralize edilmesi gerekiyordu.

1917 yılında Rutherford hidrojen çekirdekleri elde etmeyi başarmıştır nükleer reaksiyon alfa parçacıkları ve azot gazı ile ve o PROUT kanunu ispatlamıstı inanılmaktadır. O (alternatif isimler proutons ve protyles olmak üzere) 1920 yılında yeni ağır nükleer partiküller protonları çağırdı. Onların varlıktan beklenen yapılmış olacaktır gibi ağır atomların çekirdeklerinin iki katı kadar kütleye daha fazlasına sahip olduğunu Moseley işten hemen belli olmuştu hidrojen çekirdeklerinin ve ekstra nötralizasyonu için bir hipotez var gerekiyordu böylece proton tahmin tüm ağır çekirdekleri içinde mevcut. Bir helyum çekirdeği suçlamalardan ikisini iptal etmek dört proton artı iki "nükleer elektronların" (çekirdeğinde bağlı elektronlar) oluşur tahmin edildi. Bir kitle 197 kez periyodik tablonun, altın çekirdeğinin diğer ucunda hidrojen olduğu, onun atom numarası ile tutarlı + 79 kalan bir yükü vermek için çekirdekte 118 nükleer elektronları içerdiği düşünülüyordu.

Nötronun keşfi yapan Z'ye proton sayısını

Nükleer elektronların tüm göz ile sona erdi James Chadwick 'in nötronun keşfi altın Bir atom şimdi 118 nötron yerine 118 nükleer elektronları içeren olarak görüldü 1932 yılında, ve şimdi 79 bir içerikten tamamen gelmeye gerçekleşmiştir olumlu ücret protonlar. 1932 'den sonra, bu nedenle, bir elemanın atom numarası Z da denk olduğu gerçekleşmiştir proton sayısı olan çekirdeklerin. 1989, Henadzi Filipenka. Herhangi elemanlar için yeni atom sayıları. http://nauka-sn.ru/filestore/3(7)2018/FilipenkaH.R.pdf

Sembolü Z

Geleneksel sembol Z, muhtemelen gelen Alman kelime atom z ahl (atom numarası). Ancak önceki 1915 yılına kadar, kelime Zahl (sadece sayı ) periyodik tablodaki Bir elemanın tahsis numarası için kullanıldı.

Kimyasal özellikler

Her bir eleman nötr atomu, mevcut elektron sayısı bir sonucu olarak kimyasal özellikleri, belirli bir yer alır , Z (atom numarası). Yapılandırma bu elektronların ilkelerinden izler kuantum mekaniği . Her bir elemanın elektron sayısı bir elektron kabuklarının özellikle, en dış, değerlik tabakası , onun belirlenmesinde önemli faktör olduğu kimyasal bağlama davranışı. Bu nedenle, bir elemanın kimyasal özelliklerini belirleyen, tek başına atom sayıdır; ve bir elemanın oluşan olarak tanımlanabilir, bu nedenle içindir herhangi belirli bir atom numarası olan atomların karışımı.

Yeni elemanlar

Yeni elemanlar arayışı genellikle atomik sayılar kullanılarak anlatılmıştır. 2010 yılı itibariyle, atomik sayılar 1 118 kadar olan tüm unsurları gözlenmiştir. Yeni elemanlarının sentezi hedef ve iyon elementlerin atom sayının toplamı elementinin atom numarası oluşturulan eşit şekilde iyonlarla ağır elementler, hedef atomuna bombardıman ile gerçekleştirilir. Genel olarak, yarı-ömrü , bir "da, atom sayısı arttıkça daha kısa olur istikrar adası " proton ve nötron belirli numaraları keşfedilmemiş izotopları bulunabilirler.

Ayrıca bakınız

Referanslar