Liczba atomowa określa

Liczba atomowa Z
Spójrzmy na zapis pierwiastka w układzie okresowym. Spójrzmy na magnez:

Widzimy symbol oraz nazwę pierwiastka. Pod nazwą widzimy masę atomową. Jednak obok magnezu zauważamy pewną liczbę. Jest to właśnie liczba atomowa Z zwana liczbą porządkową. Każdy pierwiastek chemiczny ma przypisaną swoją liczbę atomową, i według niej ułożone są pierwiastki w układzie okresowym. Wzrasta ona od prawej do lewej (w okresach) i z góry na dół (w grupach). Liczba atomowa Z informuje nas o liczbie protonów w jądrze atomowym. Wiemy, że atom jest elektrycznie obojętny, a protony mają ładunek dodani, zatem, aby atom rzeczywiście był elektrycznie obojętny, to musi zawierać jakieś cząstki o ładunku ujemnym, których będzie tyle samo, co protonów. Zatem możemy powiedzieć, że liczba atomowa Z informuje nas także o liczbie elektronów. Od tej zasady wyjątkiem są kationy i aniony, które mają odpowiednio mniej lub więcej elektronów. Możemy podsumować i powiedzieć, że liczba atomowa określa ilość protonów, których będzie tyle samo co elektronów w atomie, który nie jest jonem.
Spójrzmy na inny sposób zapisu magnezu:

Liczba atomowa Z będzie zapisana w lewym dolnym indeksie, a powyżej niej zapisana będzie liczba masowa A.
Jeśli chcemy sprawdzić, czy mamy do czynienia z izotopami, to musimy zwrócić uwagę na to czy liczba atomowa Z jest taka sama w obu atomach i czy różnią się one liczbą masową A. Jeśli tak, to mamy do czynienia z izotopami. Jeśli różnią się liczbą atomową Z, to są to atomy różnych pierwiastków.
Ćwiczenie 1)
Określ ilość protonów i elektronów podanych pierwiastków:
a) potas
b) siarka
c) ołów
d)złoto
Rozwiązanie:
p+ oznaczymy protony, natomiast e– to oznaczenie elektronów.
Wyszukujemy podane pierwiastki w układzie okresowym. Potas leży w 1 grupie i 4 okresie, siarka w 16 grupie i 3 okresie, ołów w 14 grupie i 6 okresie, a złoto w 11 grupie i 6 okresie.
Patrzymy na liczbę atomową Z i zapisujemy liczbę protonów i elektronów.
a) p+=19, e–=19
b) p+=16, e–=16
c) p+=82, e–=82
d) p+=79, e–=79
Nie mamy do czynienia z jonami, zatem liczba protonów i elektronów będzie identyczna. Zobaczmy, co zrobić w przypadku kationów.
Określ ilość protonów i elektronów dwudodatniego kationu wapnia.
Ilość protonów określamy bez problemu, wyszukując wapń w układzie (2 grupa, 4 okres) i odczytując liczbę atomową Z=20.
Natomiast z racji tego, że jest to kation, to nie będzie miał takiej samej liczby elektronów, co protonów, Kationem stał się przez oddanie elektronów, zatem wapń oddał elektrony. Wiemy, że jest kationem dwudodatnim, zatem oddał dwa elektrony. Pozostaje nam więc odjąć od „normalnej” ilości elektronów wapnia 2 elektrony, które oddał. Wiemy zatem, że kation wapnia ma 18 elektronów i 20 protonów.
Określ ilość protonów i elektronów anionu bromkowego.
Ponownie z ilością protonów nie mamy problemów, znajdujemy brom (17 grupa, 4 okres). Odczytujemy liczbę atomową Z=35. Wiemy, że jest to anion, zatem brom przyjął elektron. Z racji tego, że znajduje się w 17 grupie, a do oktetu brakuje mu 1 elektronu, to anion bromkowy ma jeden elektron więcej od atomu bromu. Wystarczy więc dodać 1 do „normalnej” ilości elektronów bromu. Wiemy zatem, że anion bromkowy ma 35 protonów i 36 elektronów.