ATOMSKI BROJ: REPREZENTACIJA, KONFIGURACIJA ELEKTRONA, PRIMJER - FIZIČKA - 2024

Atomski broj od kemijskog elementa koji ukazuje na broj protona sadržanih u atomskoj jezgri tog elementa. U slučaju da je riječ o neutralnom atomu, tada će se atomski broj podudarati s brojem elektrona navedenog elementa.

Kao što je poznato, atomsko jezgro sastoji se od protona i neutrona. Protoni su pozitivno nabijeni i njihova vrijednost podudara se s apsolutnom vrijednošću negativnog naboja elektrona, koji je u jedinicama Međunarodnog sustava 1,6 x 10 ^-19 kulona.

Slika 1. Shema atoma helija (He). Broj protona je atomski broj. Broj neutrona plus broj protona je masni broj. Izvor: Wikimedia Commons.

Budući da su čestice atomskog jezgra, protoni i neutroni poznati su kao nukleoni. Upravo te čestice praktički određuju masu atoma, jer su nukleoni oko dvije tisuće puta masivniji od elektrona atoma. Iz tog razloga broj nukleona u nekom atomu naziva se masnim brojem.

Međutim, atomski je broj onaj koji određuje kemijsku srodnost atomskih elemenata, jer se u neutralnim atomima taj broj podudara s brojem elektrona.

Reprezentacija atomskog broja

U periodičnoj tablici simbol X kemijskog elementa nalazi se na donjoj lijevoj strani s brojem Z, koji predstavlja atomski broj navedenog elementa, dok je u gornjem lijevom dijelu kemijskog simbola elementa označen masni broj DO.

Sljedeća slika prikazuje ovu oznaku:

Slika 2. Atomski broj Z kemijskog elementa X i masa mase A kemijskog elementa X, prema konvenciji koja se koristi u periodnoj tablici. Izvor: Wikimedia Commons.

A zatim, u tablici 1 prikazani su neki primjeri kemijskih elemenata s njihovim pripadajućim notacijama i atomskim i masnim brojevima:

stol 1

Element	Notacija	Atomski broj Z	Masovni broj A
Vodik	1 1 H	jedan	jedan
ugljen	12 6 C	6	12
Kisik	16 8 O	8	16
uranijum	238 92 U	92	238

Atomski broj i redoslijed elemenata u periodičnoj tablici

Periodna tablica kemijskih elemenata omogućuje redoslijed rasporeda elemenata i u sve većem redoslijedu, u skladu s vrijednošću njihovog atomskog broja.

Najmanje 118 od njih je poznato, počevši od vodika do dostizanja elementa 118 koji je oganens - prije nazvan ununoctium -, čiji je kemijski simbol Og i njegov masni broj je 294.

Prvih 10 kemijskih elemenata s povećanjem broja atomskog broja mnogo je poznatiji. Na primjer, imamo najpoznatije:

1. Vodik, H
2. Helij, He
3. Litij, Li
4. Berilij, biti
5. Bor, B
6. Ugljik, C
7. Dušik, N
8. Kiseonik, O
9. Fluor, F
10. Neon, Ne

Slika 3. Pojednostavljena periodična tablica koja prikazuje simbole kemijskih elemenata i njihov atomski broj. Izvor: Pixabay.

Elektronska konfiguracija

Atomski broj označava broj protona u atomskoj jezgri kemijskog elementa i svaki proton, kao što smo rekli, ima elementarni pozitivni naboj od 1,602 x 10 ^-19 C.

Ako je atom neutralan, tada broj elektrona s elementarnim negativnim nabojem od -1.602 x10 ^-19 C mora biti jednak atomskom broju. Dakle, poznavajući brojčani položaj kemijskog elementa u periodičnoj tablici, poznat je i njegov broj elektrona.

U atomu ti elektroni zauzimaju područja koja se nazivaju orbitale, a koje ovise o energiji i momentu uglova elektrona. Zauzvrat, i energija i ugaoni moment elektrona u atomu kvantiziraju se. To znači da mogu uzeti samo neke diskretne vrijednosti.

Sada su orbitale naseljene elektronima od niže do više energije, slijedeći određena pravila koja određuju elektroničku konfiguraciju.

Na taj način, broj elektrona u najudaljenijim orbitalima ili razinama atoma uspostavlja veze koje može s drugim atomima formirati molekule. Ovaj broj ovisi o konfiguraciji elektrona i atomskom broju.

Kvantni brojevi

Energija elektrona u atomu određena je glavnim kvantnim brojem n koji može uzeti cijele vrijednosti 1, 2, 3…

Kutni moment elektrona u atomu određen je sekundarnim kvantnim brojem l (slovo ele), a njegove vrijednosti ovise o n.

Na primjer, za n = 2, sekundarni kvantni broj uzima vrijednosti od 0 do n-1, to jest: 0 i 1. Slično tome, za n = 1, što je najniža razina energije, sekundarni kvantni broj l uzima samo vrijednost 0.

Sekundarni kvantni brojevi 0, 1, 2, 3 naizmjenično se označavaju slovima s, p, d i f. S orbitale su sferne, a p orbitale lobulirane.

Postoje još dva kvantna broja:

• Magnetski kvantni broj ml, koji uzima vrijednosti od -l do + l kroz nulu.
• Spin kvantni broj s, koji uzima samo vrijednosti + ½ i ½ i karakterističan je za elektron.

Napokon postoji i Paulijev princip isključenja koji kaže da dva elektrona ne mogu imati sva četiri jednaka kvantna broja. Kao posljedica ovog načela, orbitala može imati najviše dva elektrona s suprotnim spinom.

Dijagram konfiguracije elektrona

Dijagram konfiguracije elektrona koristi se za poznavanje redoslijeda punjenja elektrona od orbitala s najnižom energijom do one s najvišom energijom, nakon što se sazna atomski broj kemijskog elementa. Slika 4 prikazuje ovaj dijagram:

Slika 4. Elektronička konfiguracija. Izvor: Wikimedia Commons.

Ideja koja je tamo zacrtana je sljedeća: prvi broj označava glavni kvantni broj, zatim slovo sekundarni kvantni broj, a na kraju natpisni broj maksimalan broj elektrona u toj orbitali.

Primjer

Elektronska konfiguracija ugljika i silicija

Kao što je gore naznačeno, ugljik ima atomski broj 6, što znači da ima 6 elektrona koji su raspoređeni na sljedeći način: 1s2 2s2 2p2. Sa svoje strane, silicij ima atomski broj 14, a njegovi elektroni su raspoređeni na drugi način: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2.

Oba elementa nalaze se u istom stupcu periodične tablice, jer iako imaju različite atomske brojeve, u krajnjoj orbitali imaju istu elektroničku konfiguraciju.

Reference

1. Connor, N. Što je nukleon - struktura atomskog nukleusa - definicija. Oporavilo sa: periodic-table.org.
2. Vrh naroda. Atomski broj: što je, kako je predstavljen. Oporavak od: cumbrepuebloscop20.org
3. Lifeder. Što je kemijska periodičnost? Oporavilo od: lifeder.com
4. Wikipedia. Elektronska konfiguracija. Oporavak od: es.wikipedia.com
5. Wikipedia. Atomski broj. Oporavak od: es.wikipedia.com