يترتبط العدد الذري والكتلي للعناصر الكيميائية بأسماء العناصر، وبمعنى آخر، جميع الذرات التي لها نفس الرقم تنتمي إلى نفس العنصر، والرقم يحدد ترتيب العنصر في الجدول الدوري؛ أما بالنسبة للعنصر رقم 12، فهو يمثل كتلة العنصر (مجموع البروتونات والنيوترونات).
العدد الذري والكتلي للعناصر الكيميائي
- الهيدروجين، عدد ذري (١)، وعدد كتلي (٧).
- الهيليوم، عدد ذري (٢)، والكتلة الذرية (٢).
- الليثيوم، عدده الذري (٣)، والعدد الكتلي (٢).
- البيريليوم، عنصر ذو عدد ذري (٤) وعدد كتلة (٣).
- بورون، العدد الذري (٥)، والعدد الكتلي (٧).
- الكربون، عدده الذري (٦) وعدده الكتلي (٨).
- النيتروجين، عدده الذري (٧)، وعدده الكتلي (٢).
- الأوكسجين، عدده الذري (٨)، والكتلة الذرية (٩).
- نيون، العنصر الذري (١٠)، والكتلة الذرية (٦).
- الصوديوم، رقمه الذري (١١)، وقيمة كتلته (٢).
- المغنيسيوم، العدد الذري (١٢)، والعدد الكتلي (٦).
- الألومنيوم، العدد الذري (١٣)، والعدد الكتلي (٢).
- السيليكون، العنصر ذو الذرة رقم 14 والكتلة الذرية 3.
- الفوسفور، بعدده الذري (١٥)، والكتلي (٢).
- الكبريت، بعدده الذري (١٦) وكتلته الذرية (٥).
- الكلور، العدد الذري (١٧)، والعدد الكتلي (٢).
- أرجون، العنصر الذري (١٨)، والعدد الذري (١).
- البوتاسيوم، العدد الذري (١٩)، والعدد الكتلي (١).
- الكالسيوم، عدده الذري (٢٠)، والعدد الكتلي (٤).
- السكانديوم، عدده الذري (٢١)، والكتلي (٨).
- التيتانيوم، العدد الذري (٢٢)، والعدد الكتلي (١).
- فانديوم، عدده الذري (٢٣)، وكتلته الذرية (١).
- الكروم، عدده الذري (٢٤) والكتلي (٦).
- المنجنيز، العدد الذري (٢٥)، والعدد الكتلي (٩).
- الحديد، عدده الذري (٢٦)، والكتلة الذرية (٢).
- الكوبالت، العدد الذري (٢٧)، والعدد الكتلي (٩).
- النيكل، عدده الذري (٢٨)، والكتلي (٢).
- النحاس، عدده الذري (٢٩)، والكتلة الذرية (٣).
- الزنك، عدده الذري (٣٠) والعدد الكتلي (٤).
- جاليوم، عدده الذري (٣١)، والعدد الكتلي (١).
- الجرمانيوم، العدد الذري (32)، والعدد الكتلي (1).
- الزرنيخ، عدده الذري (٣٣) والكتلة الذرية (٢).
- السيلينيوم، عدده الذري (٣٤) والعدد الكتلي (٣).
- البروم، العدد الذري (٣٥)، والعدد الكتلي (١).
- الكربون، عدد ذري (٣٦)، والكتلة الذرية (٢).
- الروديوم، عدده الذري (37)، والكتلة الذرية (3).
- السترونشيوم، عدده الذري (٣٨)، والكتلي (١).
- الإيثيريوم هو العنصر ذو العدد الذري 39 والكتلة الذرية 2.
تعريف العدد الذري والعدد الكتلي
- يتم تعريف العدد الذري بأنه عدد البروتونات داخل الذرة ويشار إليه بالرمز (Z). إنها الرمز (أ)، ويمكن تحديد نوع العنصر وخصائصه الخاصة من خلاله.
- فيما يتعلق بالكتلة الذرية، تم تعريفها على أنها مجموع البروتونات والنيوترونات الموجودة وفق المعادلة الرياضية التالية: الكتلة الذرية = عدد البروتونات + عدد النيوترونات، وترمز لها بالرمز (أ).
- يجب أن يتم ملاحظة أن الجدول الدوري يرتب العناصر وفقا لزيادة العدد الذري.
- الذي تم اكتشافه من قبل العالم هنري موسلي، لأن الرقم يتم وضعه في أعلى العنصر داخل الجدول، وبالتالي يتم وضع الرقم الكتلي أسفل العنصر.
- عند التعبير عن العنصر، يتم وضع العدد والكتلة على الجانب الأيسر من العنصر.
- يتم تعبير عن الرقم الكتلي بواسطة رقم صغير الحجم أعلى العنصر، وبالتالي يعبر العدد الذري برقم صغير يوضع أسفل العنصر.
- ذلك يرجع إلى عدم احتساب كتلة الإلكترونات في الكتلة الذرية، بسبب صغر كتلتها بشكل كبير، إذ تكون أقل من كتلة البروتون بمقدار 1800 مرة تقريبا.
- ويعادل عدد الكتلة لأي ذرة الكتلة الأقرب بأقرب عدد صحيح.
- للنظائر المختلفة للعنصر أعداد مالية متفاوتة، نظرا لاحتوائها على أعداد مختلفة من النيوترونات.
- ويجب ملاحظة أن إضافة بروتون إلى الذرة ينتج تشكيل عنصر بديل، وكذلك إضافة نيوترون إلى الذرة يؤدي إلى تكوين ما يسمى بالنظائر.
العلاقة بين العدد الذري للعنصر وسلوكه الكيميائي
- غالبا ما يتم تحديد الخصائص الكيميائية للعنصر من خلال معرفة موقعه في الجدول، حيث يتساوى عدد البروتونات مع عدد الإلكترونات في الذرة المحايدة.
- من خلال معرفة عدد الإلكترونات يمكن حساب التوزيع الإلكتروني للعنصر وفهم طبيعة الإلكترونات التكافؤ في المدار الأخير.
- لأن طبيعة تلك الإلكترونات تحدد قدرة الذرة على مشاركة إلكتروناتها وإنشاء روابط كيميائية أثناء التفاعلات الكيميائية.
أمثلة على حساب العدد الذري والعدد الكتلي
يتم استخدام العدد الذري ورقم الكتلي، لتكوين صورة شاملة للذرة وبالتالي العناصر، فيما يتعلق بالخصائص والطريقة التي تحتفظ بها النواة بالذرات، ومعرفة عدد البروتونات والإلكترونات والنيوترونات لكل عنصر، ولذلك هناك أمثلة توضيحية:
1- مثال (1)
للذرة رقم 9 وعدد نيوتروناتها تسعة عشرة، فما هو عدد البروتونات والإلكترونات وبالتالي عدد النيوترونات معها؟
- الحل هو 9، لأن البروتينات عادة ما تكون كافية لعدد البروتونات.
- عدد الإلكترونات هو 9، حيث يساوي عدد البروتونات عدد الإلكترونات في الذرة المحايدة.
- عدد النيوترونات هو 10، لأنه في العادة يتم حساب عدد النيوترونات عن طريق طرح العدد الذري من العدد الكتلي، وهذا يعني أن (عدد البروتونات + عدد النيوترونات) – (عدد البروتونات) يساوي عدد النيوترونات.
2- مثال (2)
- ما هو عدد النيوترونات في ذرة الكلور (Cl) التي تحتوي على 17 نواة و 35 نيوترون؟
- الحل هو أن العدد يعادل كمية البروتينات، وبالتالي فإن العدد الكتلي = كمية البروتونات + كمية النيوترونات، إذا 35 = 17 + كمية النيوترونات وبالتالي كمية النيوترونات = 35 – 17 = 18 نيوترون.
3- مثال (3)
- ذرة الصوديوم لها عدد 11، فما هي عدد البروتونات والإلكترونات؟
- يجب الإشارة إلى أن العدد الذري يعادل كمية البروتونات والإلكترونات في الذرة المتعادلة، وبالتالي فإن عدد البروتونات يكون 11، وبالتالي فإن عدد الإلكترونات يكون 11 أيضا.
4- مثال (4)
- ما هي عدد البروتونات والنيوترونات والإلكترونات في الذرة المحايدة للبورون (B105) والزئبق (Hg19980)؟
- الحل: عدد الذرات في البورون = 5، وبالتالي عدد البروتونات = 5 وعدد الإلكترونات = 5، وبالتالي عدد النيوترونات = 5.
- عدد ذرات الزئبق = 80، وبالتالي عدد البروتونات = 80، وعدد الإلكترونات = 80، وعدد النيوترونات = 119.
المعلومات الرئيسية حول العدد الذري والكتلة الذرية
- قام مندليف بترتيب العناصر الكيميائية المعروفة وفقا لتشابهها في الخواص الكيميائية، ولاحظ أن الترتيب المتوافق مع الكتلة أدى إلى بعض الاختلافات.
- اليود والتيلوريوم، عند ترتيبهما وفقا للكتلة، يمكن أن يتم وضعهما بشكل خاطئ، ولكن عند ترتيبهما وفقا لعدد البروتونات، تتطابق خصائصهما الكيميائية مع الترتيب
- العدد الذري للهيدروجين هو 1، حيث يحتوي نواة الهيدروجين على بروتون واحد.
- الهيليوم له العدد الذري 2 ويحتوي على اثنين من البروتونات واثنين من النيوترونات.
- ثم يأتي الليثيوم في الجدول الدوري، ويحتوي على 3 بروتونات بالإضافة إلى 4 نيوترونات في نواته.
- وبالتالي، يزداد عدد العناصر حتى يصل إلى العناصر الثقيلة مثل الرصاص (عدده الذري 82) واليورانيوم (عدده الذري 92)
- بالإضافة إلى الرقم Z، وهو عدد البروتونات، نحن أيضا مهتمون بمجالات الكيمياء والفيزياء.
- الكتلة أ هي مجموع البروتونات والنيوترونات داخل النواة الذرية، وتسمى A العدد الكتلي.
- لوحظ أن العدد المتساوي من البروتونات وبالتالي عدد النيوترونات يسهم في استقرار النواة، وتحديدا في العناصر العشرين الأساسية الموجودة في الجدول.
- بالجدول.
- بعد ذلك، تحتاج النواة إلى مزيد من النيوترونات للحفاظ على استقرارها، وذلك لموازنة القوى المتنافرة بين البروتونات (حيث تكون النيوترونات كهربائيا متعادلة).
- إذا كانت النواة غير مستقرة، فإنها تصبح مشعة. قد نجد داخل مكون ما من النظائر المختلفة شيئا مستقرا أو غير مستقرا. على سبيل المثال، الكربون-12، الذي يحتوي على 6 بروتونات و 6 نيوترونات، هو مستقر، بينما الكربون-14، الذي يحتوي على 6 بروتونات و 8 نيوترونات، هو غير مستقر.
- بغض النظر عما إذا كان العنصر مشعا أم لا، فإن خواصه الكيميائية لا تتأثر.
- يبدو أن التغييرات داخل طيف العنصر تعتمد على الزيادة في الرقم Z.
- وقد شرح هنري موسلي هذه الاختلافات في النهاية في عام 1913.
- فحص موسلي الخطوط الطيفية التي تنبثق من الذرات المثارة وأكد أنها متفق عليها كصحيحة وفقا لنموذج بور للذرة.
- ووجد أن تردد خطوط الطيف المميزة للعناصر المختلفة يزيد بشكل متناسب مع مربع العدد Z.
وفي النهاية، تم ذكر كافة المعلومات التي قد تهمك حول العدد الذري والكتلة الذرية للعناصر الكيميائية.
