ATOMNUMMER: REPRÆSENTATION, ELEKTRONKONFIGURATION, EKSEMPEL - FYSISK - 2025

Den atomnummer af et grundstof angiver antallet af protoner, der er indeholdt i atomkernen af dette element. I tilfælde af at det var et neutralt atom, vil atomnummeret falde sammen med antallet af elektroner i nævnte element.

Som det er kendt, består atomkernen af ​​protoner og neutroner. Protoner er positivt ladet, og deres værdi falder sammen med den absolutte værdi af den negative ladning af elektronet, som er 1,6 x 10 ^-19 coulomb i internationale systemenheder.

Figur 1. Skematisk et helium (He) atom. Antallet af protoner er atomnummeret. Antallet af neutroner plus antallet af protoner er massetallet. Kilde: Wikimedia Commons.

Fordi de er partikler i den atomære kerne, er protoner og neutroner kendt som nukleoner. Det er disse partikler, der praktisk talt bestemmer atomets masse, da nukleonerne er omkring to tusind gange mere massive end atomets elektroner. Af denne grund kaldes antallet af nukleoner i et atom massetallet.

Atomnummeret er dog det, der bestemmer atomelementernes kemiske affinitet, for i neutrale atomer falder dette antal sammen med antallet af elektroner.

Atomnummerpræsentation

I den periodiske tabel ledsages symbolet X for et kemisk element på nederste venstre side med tallet Z, der repræsenterer atomnummeret for nævnte element, mens massens nummer i den øverste venstre del af det kemiske symbol på elementet er angivet TIL.

Følgende figur viser denne notation:

Figur 2. Atomnummer Z for det kemiske element X og masse nummer A for det kemiske element X i henhold til konventionen anvendt i den periodiske tabel. Kilde: Wikimedia Commons.

Og derefter viser tabel 1 nogle eksempler på kemiske elementer med deres respektive notation og atom- og massetal:

tabel 1

Element	Notation	Atomnummer Z	Masse nummer A
Hydrogen	1 1 H	en	en
Kulstof	12 6 C	6	12
Ilt	16 8 O	8	16
uran	238 92 U	92	238

Atomnummer og rækkefølge af elementer i den periodiske tabel

Den periodiske tabel med kemiske elementer tillader det sekventielle arrangement og i stigende rækkefølge af elementerne i henhold til værdien af ​​deres atomnummer.

Mindst 118 af dem er kendt, startende med brint, indtil de når element 118, som er oganeson - før kaldet ununoctium-, hvis kemiske symbol er Og, og massetallet er 294.

De første 10 kemiske elementer med stigende orden i atomnummer er meget mere kendte. Så for eksempel har vi den bedst kendte:

1. Hydrogen, H
2. Helium, Han
3. Lithium, Li
4. Beryllium, Be
5. Boron, B
6. Carbon, C
7. Nitrogen, N
8. Oxygen, O
9. Fluor, F
10. Neon, Ne

Figur 3. Forenklet periodisk tabel, der viser symbolerne på de kemiske elementer og deres atomnummer. Kilde: Pixabay.

Elektronisk konfiguration

Atomnummeret angiver antallet af protoner i atomkernen i et kemisk element, og hver proton har, som vi har sagt, en elementær positiv ladning på 1.602 x 10 ^-19 C.

Hvis atomet er neutralt, skal antallet af elektroner med en negativ negativ ladning på -1,602 x10 ^-19 C være det samme som atomnummeret. Så når man kender den numeriske placering af et kemisk element i den periodiske tabel, er dets antal elektroner også kendt.

I atomet optager disse elektroner regioner, der kaldes orbitaler, som afhænger af energien og elektronets vinkelmoment. Til gengæld kvantificeres både energien og vinkelmomentumet for elektronerne i atomet. Dette betyder, at de kun kan tage nogle diskrete værdier.

Orbitalerne er nu befolket med elektroner fra lavere til højere energi efter visse regler, der bestemmer den elektroniske konfiguration.

På denne måde etablerer antallet af elektroner i de yderste orbitaler eller niveauer af et atom de bindinger, det kan danne med andre atomer til dannelse af molekyler. Dette nummer afhænger af elektronkonfigurationen og atomnummeret.

Kvantetal

Energien fra et elektron i atomet bestemmes af dets største kvantetal n, der kan tage heltalværdier 1, 2, 3…

Vinkelmomentumet for elektronet i atomet bestemmes af det sekundære kvantetal l (bogstav ele), og dets værdier afhænger af n.

For for eksempel n = 2 tager det sekundære kvantetal værdierne fra 0 til n-1, det vil sige: 0 og 1. Tilsvarende for n = 1, som er det laveste energiniveau, er det sekundære kvantetal l det tager kun værdien 0.

Sekundære kvantetal 0, 1, 2, 3 betegnes skiftevis med bogstaverne s, p, d og f. Orbitalerne er sfæriske, og p-orbitalerne er lobulerede.

Der er yderligere to kvantetal:

• Det magnetiske kvantetal ml, der tager værdierne fra -l til + l gennem nul.
• Spindkvantetallet s, der kun tager værdier + ½ og -½ og er en karakteristik for elektronet.

Endelig er der Pauli-ekskluderingsprincippet, der siger, at to elektroner ikke kan have alle fire identiske kvanttal. Som en konsekvens af dette princip kan en orbital højst have to elektroner med modsat drejning.

Elektronkonfigurationsdiagram

Elektronkonfigurationsdiagrammet bruges til at bestemme rækkefølgen af ​​fyldning af elektroner fra orbitaler med laveste energi til højeste energi, når atomnummeret for et kemisk element er kendt. Figur 4 viser dette diagram:

Figur 4. Elektronisk konfiguration. Kilde: Wikimedia Commons.

Ideen, der er skitseret der, er følgende: det første tal angiver det vigtigste kvanttal, derefter bogstavet angiver det sekundære kvanttal, og til sidst angiver det superskriptive antal det maksimale antal elektroner, der er muligt i det orbital.

Eksempel

Elektronisk konfiguration af kulstof og silicium

Som angivet ovenfor har carbon atomnummer 6, hvilket betyder, at det har 6 elektroner, der er fordelt som følger: 1s2 2s2 2p2. På sin side har silicium atomnummer 14, og dets elektroner er fordelt på denne anden måde: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2.

Begge elementer er i den samme kolonne i den periodiske tabel, fordi de, selvom de har forskellige atomnumre, har den samme elektroniske konfiguration i den yderste bane.

Referencer

1. Connor, N. Hvad er nucleon - struktur af atomkernen - definition. Gendannet fra: periodic-table.org.
2. Folketopmødet. Atomnummer: hvad er det, hvordan er det repræsenteret. Gendannes fra: cumbrepuebloscop20.org
3. Lifeder. Hvad er kemisk periodicitet? Gendannes fra: lifeder.com
4. Wikipedia. Elektronisk konfiguration. Gendannet fra: es.wikipedia.com
5. Wikipedia. Atom nummer. Gendannet fra: es.wikipedia.com