¿Qué es un número atómico?

El número atómico es el número de protones (partículas cargadas positivamente) en el núcleo, un átomo de un elemento químico. Los elementos se distinguen entre sí por el número de estas partículas que tienen, por lo que cada elemento tiene su propio número atómico único. Las propiedades químicas de un elemento están determinadas por su número de electrones, pero en un átomo neutro, esto es lo mismo que el número de protones. Sin embargo, los átomos pueden ganar o perder electrones para formar iones cargados negativa o positivamente, por lo que el número atómico se define como el número de protones, ya que este es siempre el mismo para un elemento dado.

Número atómico, número de masa y peso atómico

Es posible confundir estos valores, pero son bastante distintos entre sí. Los átomos consisten en un núcleo que contiene protones cargados positivamente y neutrones eléctricamente neutros, con electrones que orbitan a cierta distancia. Los protones y los neutrones son relativamente pesados ​​y similares en peso, pero los electrones son mucho más ligeros y contribuyen muy poco al peso de un átomo. El número de masa de un átomo es el número de protones más el número de neutrones y es casi igual al peso del átomo.

El número de neutrones en un elemento puede variar. Las formas de un elemento con diferentes números de neutrones se conocen como isótopos . Por ejemplo, la forma más común de hidrógeno tiene un protón y ningún neutrón, pero existen otros dos isótopos de hidrógeno, el deuterio y el tritio, con uno y dos neutrones, respectivamente. Los elementos naturales son a menudo mezclas de diferentes isótopos. El carbono es otro ejemplo, que consiste en isótopos con números de masa 12, 13 y 14. Todos tienen seis protones, pero tienen seis, siete y ocho neutrones, respectivamente.

Aunque los químicos del siglo XIX habían establecido buenas aproximaciones de los pesos atómicos de los elementos conocidos, los cálculos precisos no siempre son sencillos, debido a la aparición de diferentes isótopos en proporciones variables. A menudo, el peso atómico se determina como un promedio, basado en la abundancia relativa de isótopos. Dado que algunos isótopos son inestables y cambian con el tiempo en otros elementos, los pesos atómicos pueden variar y pueden representarse como un rango, en lugar de un solo valor. Los isótopos generalmente se representan con el número atómico en la parte inferior izquierda del símbolo químico y el número de masa, o peso atómico aproximado, en la parte superior derecha. Por ejemplo, el carbono 13 se mostraría como ₆ C ¹³ .

La tabla periodica

En la década de 1860, el químico ruso Dimitri Mendeleev trabajó en una tabla de los elementos conocidos en ese momento, enumerándolos inicialmente en orden de peso atómico y ordenándolos en filas que agrupaban elementos con propiedades químicas similares. Otros químicos habían notado previamente que las propiedades de los elementos, cuando se ordenaban por peso, tendían a repetirse a intervalos más o menos regulares. Por ejemplo, el litio, el sodio y el potasio son todos metales reactivos que se combinan con los no metales de manera similar, mientras que el helio, el neón y el argón son gases completamente no reactivos. Por esta razón, la lista de Mendeleev se hizo conocida como la tabla periódica.

El primer borrador de Mendeleev funcionó bien, pero hubo algunas inconsistencias. Por ejemplo, en orden de peso, el yodo llegó antes que el telurio. El problema era que este yodo se agrupaba con oxígeno, azufre y selenio, y teluro con flúor, cloro y bromo. Según sus propiedades químicas, lo contrario debería haber sido el caso, por lo que antes de publicar su tabla en 1869, Mendeleev simplemente cambió estos elementos. Sin embargo, no fue hasta principios del siglo XX que se reveló la razón de estas inconsistencias.

En 1913, el físico HGJ Moseley estableció una relación entre las longitudes de onda de los rayos X producidas por diferentes elementos y su secuencia en la tabla periódica. A medida que la estructura del átomo fue revelada por otros experimentos alrededor de este tiempo, se hizo evidente que esta relación dependía del número de protones en el núcleo de un elemento, en otras palabras, su número atómico. La tabla periódica se podría ordenar por este número, colocando las propiedades químicas observadas de los elementos sobre una base teórica sólida. Las inconsistencias ocasionales en la tabla original se debieron al hecho de que las variaciones en el número de neutrones a veces pueden dar como resultado que un elemento tenga un peso atómico más alto que otro elemento con un número atómico más alto.

La tabla periódica moderna muestra los elementos en cuadros dispuestos en filas y columnas, con un número atómico ascendente a lo largo de cada fila. Cada columna agrupa elementos con propiedades químicas similares. Las columnas están determinadas por el número y la disposición de los electrones en los átomos, que a su vez está determinado por el número de protones. Cada cuadro normalmente contiene el símbolo químico del elemento, con el número atómico arriba.