العدد الذري والكتلي للعناصر الكيميائية، العدد الذري مرتبط باسم العنصر، أي رقم واحد تنتمي جميع الذرات إلى العنصر المكافئ، والرقم يحدد ترتيب العنصر في الجدول، و 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).
- بوهر، 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).
- بالنسبة للجرمانيوم، العدد الذري هو (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 داخل الذرة ويُشار إليه بالرمز (Z). هو الرمز (أ) ويمكن استخدامه لتحديد نوع العنصر وخصائصه.
- أما بالنسبة إلى عدد الكتلة، فيعرّف بأنه مجموع البروتونات والنيوترونات، والذي يتوافق مع المعادلة الرياضية التالية: عدد الكتلة = عدد البروتونات + عدد النيوترونات ويُرمز إليه بالرمز (أ).
- وتجدر الإشارة إلى أن الجدول الحديث رتب العناصر بترتيب زيادة العدد الذري.
- الذي اكتشفه العالم هنري موسلي، لأن الرقم يوضع فوق عنصر الجدول، لذلك يوضع الرقم الكتلي أسفل العنصر.
- عند التعبير عن عنصر، يتم وضع العدد والمصفوفة على يسار العنصر.
- وبالتالي، يتم التعبير عن رقم الكتلة برقم أقل فوق العنصر وبالتالي يتم التعبير عن الرقم الذري برقم يتم وضعه كرقم أقل ولكن أسفل العنصر.
- ويرجع ذلك إلى حقيقة أن كتلة الإلكترون لا تدخل في حساب عدد الكتلة، لأن كتلتها صغيرة جدًا، حوالي 1800 ضعف كتلة البروتون.
- العدد الكتلي لأي ذرة يساوي كتلة أقرب عدد صحيح.
- تعتبر النظائر المختلفة للعناصر أرقامًا نقدية مختلفة لأنها تحتوي على أعداد مختلفة من النيوترونات.
- وتجدر الإشارة إلى أن إضافة بروتون إلى الذرة ينتج عنه تكوين عنصر بديل، تمامًا كما يؤدي 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 على الطاولة، نظرًا لأن عدد البروتونات يساوي عدد الإلكترونات داخل ذرة محايدة.
- بمعرفة عدد الإلكترونات، من الممكن حساب توزيع الإلكترون للعنصر وفهم طبيعة إلكترونات التكافؤ في المدار الأخير.
- لأن طبيعة هذه الإلكترونات تحدد قدرة الذرة على مشاركة إلكتروناتها وإنشاء روابط كيميائية أثناء التفاعلات الكيميائية.
أمثلة على العدد الذري وحسابات العدد الكتلي
يستخدم العدد الذري والعدد الكتلي لبناء صورة كاملة للذرة، وبالتالي العناصر، للتعرف على الخصائص وطريقة ترتيب الذرات في النواة وعدد البروتونات والإلكترونات والنيوترونات لكل منها. عنصر، وبالتالي فإن ما يلي أمثلة توضيحية.
1- مثال (1)
تحتوي الذرة على عدد 9 وعدد نيوترونات هو 19، فما هو عدد البروتونات والإلكترونات وبالتالي عدد النيوترونات؟
- الحل، عدد البروتونات هو 9، لأن عدد البروتينات عادة ما يكون كافياً لعدد البروتونات.
- عدد الإلكترونات 9، لأن عدد البروتونات يساوي عدد الإلكترونات داخل ذرة محايدة.
- عدد النيوترونات هو 10، لأنه غالبًا ما يتم الحصول على عدد النيوترونات عن طريق طرح العدد الذري من العدد الكتلي، أي (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 والالكترونات؟
- الحل، ولاحظ أن العدد الذري = عدد البروتونات = عدد الإلكترونات داخل ذرة محايدة، وبالتالي فإن عدد البروتونات هو 11، وبالتالي فإن عدد الإلكترونات هو 11 أيضًا.
4- مثال (4)
- كم عدد البروتونات والنيوترونات والإلكترونات الموجودة في ذرة متعادلة من البورون (B105) والزئبق (Hg19980)؟
- المحلول. العدد داخل ذرة البورون = 5، وبالتالي فإن عدد البروتونات = 5، وبالتالي فإن عدد الإلكترونات = 5، وبالتالي فإن عدد النيوترونات = 5.
- في ذرة الزئبق، العدد = 80، لذا فإن عدد البروتونات = 80، وعدد الإلكترونات = 80، وبالتالي فإن عدد النيوترونات هو 119.
أهم المعلومات عن العدد الذري والعدد الكتلي
- رتب مندليف العناصر الكيميائية المعروفة وفقًا لتشابهها في الخواص الكيميائية، ولوحظ أن ترتيبها وفقًا للكتلة أدى إلى بعض الاختلافات.
- قد يكون اليود والتيلوريوم، إذا تم ترتيبهما بالكتلة، في غير محلهما، ولكن عند الترتيب حسب (عدد البروتونات)، فإن خواصهما الكيميائية تتطابق مع الترتيب.
- العدد الذري للهيدروجين هو 1 لأن نواته تحتوي على بروتون واحد.
- للهيليوم عدد ذري 2 وله بروتونان ونيوترونان.
- ثم يأتي الليثيوم داخل الطاولة وبه 3 بروتونات بالإضافة إلى 4 نيوترونات في نواتها.
- لذلك يزداد عدد العناصر، حتى العناصر الثقيلة مثل الرصاص (العدد الذري 82) واليورانيوم (العدد الذري 92).
- إلى جانب رقم Z، وهو عدد البروتونات، فإننا مهتمون أيضًا بالكيمياء والفيزياء.
- الكتلة أ هي مجموع البروتونات والنيوترونات داخل نواة الذرة، ويطلق على أ عدد الكتلة.
- لقد لوحظ أن عددًا متساويًا من البروتونات وبالتالي عدد النيوترونات يعمل على استقرار النواة، وعلى وجه الخصوص نجد هذا للعناصر العشرين الرئيسية في الجدول.
- في الطاولة.
- بعد ذلك، تحتاج النواة 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 مستقرة، بينما يحتوي الكربون 14 على 6 بروتونات مع + 8 نيوترونات . غير مستقر.
- سواء كان العنصر مشعًا أم لا، فهذا لا يؤثر على خواصه الكيميائية.
- يبدو أن التغييرات في طيف عنصر ما تعتمد على ارتفاع الرقم Z.
- تم شرح هذه الاختلافات أخيرًا بواسطة هنري موسيل في عام 1913.
- درس موسلي الخطوط الطيفية الناشئة عن 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، قمنا بإدراج جميع المعلومات التي تحتاج إلى معرفتها حول العدد الذري وكتلة العناصر الكيميائية.