العدد الذري والكتلي للعناصر الكيميائية، يرتبط العدد الذري باسم العنصر، أي أن جميع الذرات التي لها نفس العدد تنتمي إلى العنصر المكافئ، ويحدد الرقم ترتيب العنصر في الجدول، وبالنسبة لـ 12، إنها كتلة العنصر (مجموع البروتونات والنيوترونات).
العدد الذري والكتلي للعناصر الكيميائية
- يحتوي الهيدروجين على عدد ذري من (1) وعدد كتلي (7).
- للهيليوم عدد ذري (2) وعدد كتلي (2).
- الليثيوم، العدد الذري (3) والعدد الكتلي (2).
- يحتوي البريليوم على عدد ذري من (4) وعدد كتلي (3).
- البورون، العدد الذري (5) والعدد الكتلي (7).
- الكربون، العدد الذري (6) والعدد الكتلي (8).
- النيتروجين، العدد الذري (7) والعدد الكتلي (2).
- الأكسجين، العدد الذري (8) والعدد الكتلي (9).
- نيون، العدد الذري (10) والعدد الكتلي (6).
- الصوديوم، العدد الذري 11 والعدد الكتلي (2).
- المغنيسيوم، العدد الذري (12) والعدد الكتلي (6).
- يحتوي الألمنيوم على عدد ذري من 13 وعدد كتلي 2.
- يحتوي السيليكون على عدد ذري 14 وعدد كتلي (3).
- الفوسفور، العدد الذري 15 والعدد الكتلي (2).
- العدد الذري للكبريت 16 وعدد كتلي 5.
- الكلور، العدد الذري (17) والعدد الكتلي (2).
- الأرجون، العدد الذري (18) والعدد الكتلي (1).
- البوتاسيوم، العدد الذري 19 والعدد الكتلي (1).
- الكالسيوم، العدد الذري (20) والعدد الكتلي (4).
- سكانديوم، العدد الذري (21) والعدد الكتلي (8).
- التيتانيوم، العدد الذري (22) والعدد الكتلي (1).
- الفاناديوم، العدد الذري (23)، العدد الكتلي (1).
- الكروم والعدد الذري (24) والعدد الكتلي (6).
- المنغنيز، العدد الذري (25) والعدد الكتلي (9).
- الحديد والعدد الذري (26) والعدد الكتلي (2).
- الكوبالت، العدد الذري (27) والعدد الكتلي (9).
- النيكل، العدد الذري (28) والعدد الكتلي (2).
- النحاس، العدد الذري (29) والعدد الكتلي (3).
- الزنك، العدد الذري (30) والعدد الكتلي (4).
- الغاليوم، العدد الذري (31) والعدد الكتلي (1).
- الجرمانيوم، العدد الذري (32) والعدد الكتلي (1).
- الزرنيخ، العدد الذري (33) والعدد الكتلي (2).
- السيلينيوم، العدد الذري (34) والعدد الكتلي (3).
- البروم، العدد الذري (35) والعدد الكتلي (1).
- الكريبتون، العدد الذري (36) والعدد الكتلي (2).
- الروبيديوم، العدد الذري (37) والعدد الكتلي (3).
- السترونشيوم، العدد الذري (38) والعدد الكتلي (1).
- الإيتريوم، العدد الذري 39 والعدد الكتلي (2).
حدد العدد الذري والعدد الكتلي
- يُعرَّف العدد الذري بأنه عدد البروتونات في الذرة ويُشار إليه بالرمز (Z). هذا هو الرمز (أ) ويمكن استخدامه لتحديد نوع العنصر وخصائصه.
- أما بالنسبة إلى عدد الكتلة، فقد تم تعريفه على أنه مجموع البروتونات والنيوترونات المتوافقة مع المعادلة الرياضية التالية: عدد الكتلة = عدد البروتونات + عدد النيوترونات ويشار إليه بالرمز (أ).
- وتجدر الإشارة إلى أنه في الجدول الحديث يتم ترتيب العناصر بترتيب زيادة العدد الذري.
- الذي اكتشفه العالم هنري موزلي، لأن الرقم يوضع فوق العنصر في الجدول، وبالتالي يتم وضع الرقم الكتلي أسفل العنصر.
- عند التعبير عن عنصر، يتم وضع العدد والكتلة على يسار العنصر.
- لذلك، يتم التعبير عن رقم الكتلة كرقم صغير فوق العنصر وبالتالي يتم التعبير عن الرقم الذري كرقم موجود كرقم صغير ولكن أسفل العنصر.
- وذلك لأن كتلة الإلكترون لا تدخل في حساب عدد الكتلة لأن كتلتها صغيرة للغاية، حوالي 1800 ضعف كتلة البروتون.
- العدد الكتلي لأي ذرة يساوي الكتلة لأقرب عدد صحيح.
- يقال إن النظائر المختلفة لعنصر ما لها أرقام نقدية مختلفة لأنها تحتوي على أعداد مختلفة من النيوترونات.
- وتجدر الإشارة إلى أن إضافة بروتون إلى ذرة ينتج عنها تكوين عنصر بديل، تمامًا كما تؤدي إضافة نيوترون إلى ذرة إلى إنشاء ما يسمى بالنظائر.
العلاقة بين العدد الذري لعنصر ما وسلوكه الكيميائي
- غالبًا ما يتم تحديد الخصائص الكيميائية لعنصر من خلال معرفة رقمه في الجدول لأن عدد البروتونات يساوي عدد الإلكترونات في ذرة متعادلة.
- بمعرفة عدد الإلكترونات، يمكن للمرء حساب توزيع الإلكترون لعنصر ما وفهم طبيعة إلكترونات التكافؤ في المدار الأخير.
- لأن طبيعة هذه الإلكترونات تحدد قدرة الذرة على مشاركة إلكتروناتها وتكوين روابط كيميائية أثناء التفاعلات الكيميائية.
أمثلة لحساب العدد الذري والعدد الكتلي
يتم استخدام العدد الذري والعدد الكتلي لبناء صورة كاملة للذرة وبالتالي العناصر من حيث الخصائص، وكيف يتم الاحتفاظ بالذرات في النواة ومعرفة عدد البروتونات والإلكترونات والنيوترونات لكل عنصر، وبالتالي فإن ما يلي هو أمثلة:
1- مثال (1)
ذرة لها رقم 9 وعدد نيوتروناتها تسعة عشر، فما هو عدد البروتونات وعدد الإلكترونات وبالتالي عدد النيوترونات فيها؟
- الحل، عدد البروتونات هو 9، لأن عدد البروتينات عادة يساوي عدد البروتونات.
- عدد الإلكترونات 9 لأن عدد البروتونات يساوي عدد الإلكترونات داخل ذرة محايدة.
- عدد النيوترونات هو 10 لأنه يتم الحصول على عدد النيوترونات غالبًا عن طريق طرح العدد الذري من العدد الكتلي، مما يعني أن (عدد البروتونات + عدد النيوترونات) – (عدد البروتونات) = عدد النيوترونات.
2- مثال (2)
- ما عدد النيوترونات الموجودة في ذرة الكلور (Cl)، والتي تساوي 17، وكم عدد النوى الموجودة في ذرة الكلور؟
- الحل: بما أن العدد يساوي عدد البروتينات، لذا فإن عدد الكتلة = عدد البروتونات + عدد النيوترونات، إذن 35 = 17 + عدد النيوترونات وبالتالي عدد النيوترونات = 35 – 17 = 18 نيوترونًا.
3- مثال (3)
- ذرة الصوديوم رقم 11 ما هو عدد البروتونات والإلكترونات؟
- الحل، وتجدر الإشارة إلى أن العدد الذري = عدد البروتونات = عدد الإلكترونات في ذرة محايدة، وبالتالي فإن عدد البروتونات هو 11 وبالتالي فإن عدد الإلكترونات هو 11 أيضًا.
4- مثال (4)
- كم عدد البروتونات والنيوترونات والإلكترونات الموجودة داخل ذرة الطقس المحايد من البورون (B105) والزئبق (Hg19980)؟
- الحل: العدد في ذرة البورون = 5، وبالتالي فإن عدد البروتونات = 5، وبالتالي فإن عدد الإلكترونات = 5، وبالتالي فإن عدد النيوترونات = 5.
- العدد في ذرة الزئبق = 80، وبالتالي فإن عدد البروتونات = 80، وعدد الإلكترونات = 80، وبالتالي فإن عدد النيوترونات هو 119.
أهم المعلومات هي العدد الذري والعدد الكتلي
- رتب مندليف العناصر الكيميائية المعروفة وفقًا لتشابهها في الخواص الكيميائية ولاحظ أن ترتيبها وفقًا للكتلة أدى إلى بعض الاختلافات.
- قد يكون اليود والتيلوريوم خارج الترتيب عند ترتيبهما حسب الكتلة، ولكن عندما يتم الترتيب حسب (عدد البروتونات) فإن خواصهما الكيميائية تكون بالترتيب
- العدد الذري للهيدروجين هو 1 لأن نواته تحتوي على بروتون واحد.
- العدد الذري للهيليوم هو 2 وله بروتونان ونيوترونان.
- الليثيوم هو التالي في الجدول ويحتوي على 3 بروتونات بالإضافة إلى 4 نيوترونات في نواته.
- وهكذا يزداد عدد العناصر حتى العناصر الثقيلة مثل الرصاص (العدد الذري 82) واليورانيوم برقم ذري 92.
- إلى جانب رقم Z، وهو عدد البروتونات، فإننا مهتمون أيضًا بالكيمياء والفيزياء.
- كتلة A هي مجموع البروتونات والنيوترونات داخل نواة الذرة، A تسمى عدد الكتلة.
- لقد لوحظ أن عددًا متساويًا من البروتونات، وبالتالي من النيوترونات، يعمل على استقرار النواة، وعلى وجه الخصوص نجد هذا بالنسبة للعناصر الأساسية العشرين في الجدول.
- في الطاولة.
- تحتاج النواة بعد ذلك إلى المزيد من النيوترونات للحفاظ على استقرار النواة لموازنة قوى التنافر المتزايدة بين البروتونات (النيوترونات متعادلة كهربائيًا).
- إذا كانت النواة غير مستقرة فهي مشعة، من بين النظائر المختلفة للمكون يمكننا أن نجد شيئًا مستقرًا أو غير مستقر، على سبيل المثال الكربون 12 مع 6 بروتونات + 6 نيوترونات يكون مستقرًا والكربون 14 مع 6 بروتونات + 8 نيوترونات غير مستقر.
- سواء كان العنصر مشعًا أم لا، فهذا لا يؤثر على خواصه الكيميائية.
- اتضح أن التغييرات داخل أطياف العنصر تعتمد على الارتفاع في رقم Z.
- تم شرح هذه الاختلافات أخيرًا بواسطة هنري موسلي في عام 1913.
- قام موسلي بالتحقيق في الخطوط الطيفية المنبعثة من الذرات المثارة وقرر أنه قبلها على أنها صحيحة مع نموذج بوهر للذرة.
- كما رأى أن تردد الخطوط الطيفية للعناصر المختلفة يتناسب طرديًا مع مربع الرقم Z.
أخيرًا، ذكرنا جميع المعلومات التي يمكنك معرفتها عن العدد الذري وكتلة العناصر الكيميائية.