عددِ اتمی، شناسنامه‌ی هر عنصر
کیمیاگرانِ قدیم سال‌ها تلاش کردند تا سرب را به طلا تبدیل کنند. سرب و طلا هر دو فلزهایی سنگین و نرم‌اند و ظاهراً خیلی با هم فرق ندارند. اما هیچ‌کدام از کیمیاگران موفق نشد. امروز می‌دانیم چرا: فرقِ سرب و طلا در یک عدد است که هیچ آتش و واکنشِ شیمیایی‌ای نمی‌تواند آن را تغییر دهد.
یک عدد که عنصر را تعیین می‌کند
همه‌ی اتم‌های یک عنصر، تعدادِ پروتونِ یکسانی دارند و هیچ دو عنصری تعدادِ پروتونِ یکسان ندارند. به تعدادِ پروتون‌های اتمِ یک عنصر، عددِ اتمی می‌گوییم. عددِ اتمی مثلِ کدِ ملیِ عنصر است:
- هر اتمی که ۱ پروتون دارد، هیدروژن است.
- هر اتمی که ۶ پروتون دارد، کربن است.
- هر اتمی که ۸ پروتون دارد، اکسیژن است.
- هر اتمی که ۲۶ پروتون دارد، آهن است.
- هر اتمی که ۷۹ پروتون دارد، طلاست؛ و سرب ۸۲ پروتون دارد.
اگر به هر روشی تعدادِ پروتون‌های یک اتم تغییر کند، آن اتم دیگر همان عنصر نیست. اما تغییر دادنِ تعدادِ پروتون‌ها، بسیار سخت است و در واکنش‌های شیمیایی هرگز رخ نمی‌دهد. در واکنش‌ها فقط الکترون‌ها جابه‌جا می‌شوند. برای همین کیمیاگران با کوره و اسید هرگز به طلا نرسیدند.
نوشتنِ عددِ اتمی
پارسال با نمادِ شیمیاییِ عنصرها آشنا شدیم، مثلِ H برای هیدروژن و O برای اکسیژن. عددِ اتمی را معمولاً پایین و سمتِ چپِ نماد می‌نویسند. در جدولِ تناوبی هم عنصرها به ترتیبِ عددِ اتمی، از یک تا صد و هجده، پشتِ سرِ هم چیده شده‌اند.
از عددِ اتمی چه می‌فهمیم؟
اگر عددِ اتمیِ یک عنصر را بدانیم، دو چیز را درباره‌ی اتمِ خنثیِ آن می‌دانیم:
- تعدادِ پروتون‌ها همان عددِ اتمی است.
- تعدادِ الکترون‌ها هم همان است، چون در اتمِ خنثی تعدادِ الکترون‌ها و پروتون‌ها برابر است.
مثلاً نئون، گازی که در تابلوهای نورانیِ قدیمی می‌درخشد، عددِ اتمیِ ۱۰ دارد؛ پس هر اتمِ خنثیِ نئون ۱۰ پروتون و ۱۰ الکترون دارد. اما عددِ اتمی درباره‌ی تعدادِ نوترون‌ها چیزی نمی‌گوید. در درس‌های بعد می‌بینیم چرا.
از حدودِ صد و هجده عنصرِ شناخته‌شده، حدودِ نود عنصر در طبیعت پیدا می‌شوند و بقیه را دانشمندان در آزمایشگاه ساخته‌اند.
در خانه امتحان کنید
- یک جدولِ تناوبی پیدا کنید (در کتاب یا اینترنت).
- عددِ اتمیِ این عنصرها را بنویسید: کلسیم، مس، نقره، اورانیم.
- برای هر کدام بنویسید اتمِ خنثیِ آن چند پروتون و چند الکترون دارد.
- کدام عنصر در جدول درست بعد از اکسیژن آمده است؟ چند پروتون دارد؟
واژه‌های این درس
- عددِ اتمی - تعدادِ پروتون‌های اتمِ یک عنصر.
- کیمیاگری - تلاشِ قدیمی برای تبدیلِ فلزهای دیگر به طلا.
ایده‌ی اصلی
عددِ اتمی، یعنی تعدادِ پروتون‌ها، تعیین می‌کند اتم از کدام عنصر است. در اتمِ خنثی، تعدادِ الکترون‌ها هم برابرِ عددِ اتمی است. واکنش‌های شیمیایی عددِ اتمی را تغییر نمی‌دهند.