NUMĂR ATOMIC: REPREZENTARE, CONFIGURARE ELECTRONICĂ, EXEMPLU - FIZIC - 2025

Numărul atomic al unui element chimic indică numărul protonilor conținuți în nucleul atomic al acelui element. În cazul în care a fost un atom neutru, atunci numărul atomic va coincide cu numărul de electroni al elementului menționat.

După cum se știe, nucleul atomic este format din protoni și neutroni. Protonii sunt încărcați pozitiv, iar valoarea lor coincide cu valoarea absolută a încărcării negative a electronului, care este de 1,6 x 10 ^-19 coulomb în unitățile sistemului internațional.

Figura 1. Schema unui atom de heliu (He). Numărul protonilor este numărul atomic. Numărul de neutroni plus numărul de protoni este numărul de masă. Sursa: Wikimedia Commons.

Deoarece sunt particule ale nucleului atomic, protonii și neutronii sunt cunoscuți ca nucleoni. Aceste particule sunt cele care determină practic masa atomului, deoarece nucleonii sunt de aproximativ două mii de ori mai masivi decât electronii atomului. Din acest motiv, numărul de nucleoni dintr-un atom se numește număr de masă.

Cu toate acestea, numărul atomic este cel care determină afinitatea chimică a elementelor atomice, deoarece în atomii neutri acest număr coincide cu numărul de electroni.

Reprezentarea numerelor atomice

În tabelul periodic, simbolul X al unui element chimic este însoțit în partea stângă jos cu numărul Z, care reprezintă numărul atomic al elementului menționat, în timp ce în partea superioară stângă a simbolului chimic al elementului este indicat numărul de masă. LA.

Figura următoare arată această notație:

Figura 2. Numărul atomic Z al elementului chimic X și numărul de masă A al elementului chimic X, conform convenției utilizate în tabelul periodic. Sursa: Wikimedia Commons.

Și apoi, tabelul 1 prezintă câteva exemple de elemente chimice cu notația lor respectivă și numărul atomic și de masă:

tabelul 1

Element	Notaţie	Numărul atomic Z	Numărul de masă A
Hidrogen	1 1 H	unu	unu
Carbon	12 6 C	6	12
Oxigen	16 8 O	8	16
Uraniu	238 92 U	92	238

Numărul atomic și ordinea elementelor din tabelul periodic

Tabelul periodic al elementelor chimice permite aranjarea secvențială și în ordinea crescândă a elementelor, în funcție de valoarea numărului lor atomic.

Cel puțin 118 dintre ei sunt cunoscuți, începând cu hidrogenul până la atingerea elementului 118 care este oganeson - denumit înainte ununoctiu-, al cărui simbol chimic este Og și numărul său de masă este 294.

Primele 10 elemente chimice cu ordine crescândă în număr atomic sunt mult mai cunoscute. Deci, de exemplu, avem cel mai cunoscut:

1. Hidrogen, H
2. Helium, He
3. Litiu, Li
4. Beriliu, Be
5. Bor, B
6. Carbon, C
7. Azot, N
8. Oxigen, O
9. Fluor, F
10. Neon, Ne

Figura 3. Tabelul periodic simplificat care prezintă simbolurile elementelor chimice și numărul lor atomic. Sursa: Pixabay.

Configurație electronică

Numărul atomic indică numărul protonilor din nucleul atomic al unui element chimic și fiecare proton, așa cum am spus, are o sarcină pozitivă elementară de 1.602 x ^10-19 C.

Dacă atomul este neutru, atunci numărul de electroni cu o sarcină negativă elementară de -1.602 x10 ^-19 C trebuie să fie egal cu numărul atomic. Deci, cunoscând poziția numerică a unui element chimic din tabelul periodic, este cunoscut și numărul de electroni ai acestuia.

În atom, acești electroni ocupă regiuni numite orbitale, care depind de energie și de momentul unghiular al electronului. La rândul său, atât energia cât și momentul unghiular al electronilor din atom sunt cuantificate. Aceasta înseamnă că pot lua doar anumite valori discrete.

Acum, orbitalele sunt populate cu electroni de energie mai mică până la mai mare, urmând anumite reguli care determină configurația electronică.

În acest fel, numărul de electroni din orbitalii sau nivelurile exterioare ale unui atom stabilește legăturile pe care acesta le poate forma cu alți atomi pentru a forma molecule. Acest număr depinde de configurația electronilor și de numărul atomic.

Numerele cuantice

Energia unui electron din atom este determinată de numărul său cuantic principal n, care poate lua valori întregi 1, 2, 3 …

Momentul unghiular al electronului din atom este determinat de numărul cuantic secundar l (litera ele), iar valorile acestuia depind de n.

De exemplu, pentru n = 2 numărul cuantic secundar ia valorile de la 0 la n-1, adică: 0 și 1. În mod similar, pentru n = 1, care este cel mai mic nivel de energie, numărul cuantic secundar l ia doar valoarea 0.

Numerele cuantice secundare 0, 1, 2, 3 sunt notate alternativ prin literele s, p, d și f. S orbitalii sunt sferici, iar orbitalele p sunt lobulate.

Există încă două numere cuantice:

• Numărul cuantic magnetic ml, care ia valorile de la -l la + l până la zero.
• Numărul cuant de spin, care ia doar valori + ½ și -½ și este o caracteristică a electronului.

În sfârșit, există principiul excluderii Pauli, care afirmă că doi electroni nu pot avea toate cele patru numere cuantice identice. Ca urmare a acestui principiu, un orbital poate avea cel mult doi electroni cu rotire opusă.

Schema de configurare a electronilor

Schema de configurare a electronilor este utilizată pentru a determina ordinea de umplere a electronilor de la orbitalii cu cea mai mică energie la cele cu cea mai mare energie, odată cunoscut numărul atomic al unui element chimic. Figura 4 prezintă această diagramă:

Figura 4. Configurația electronică. Sursa: Wikimedia Commons.

Ideea expusă acolo este următoarea: primul număr indică numărul cuantic principal, apoi litera indică numărul cuantic secundar, iar în final numărul superscript indică numărul maxim de electroni posibil în acel orbital.

Exemplu

Configurație electronică de carbon și siliciu

După cum s-a indicat mai sus, carbonul are numărul atomic 6, ceea ce înseamnă că are 6 electroni care sunt distribuiți astfel: 1s2 2s2 2p2 . La rândul său, siliconul are numărul atomic 14 și electronii săi sunt distribuiți în acest fel: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 .

Ambele elemente se află în aceeași coloană a tabelului periodic, deoarece, deși au numere atomice diferite, au aceeași configurație electronică în orbitalul cel mai extern.

Referințe

1. Connor, N. Ce este Nucleon - Structura nucleului atomic - definiție. Recuperat de la: periodic-table.org.
2. Summit-ul popoarelor. Numărul atomic: ce este, cum este reprezentat? Recuperat de la: cumbrepuebloscop20.org
3. Lifeder. Ce este periodicitatea chimică? Recuperat de la: lifeder.com
4. Wikipedia. Configurație electronică. Recuperat din: es.wikipedia.com
5. Wikipedia. Numar atomic. Recuperat din: es.wikipedia.com