ATOMSKA ŠTEVILKA: REPREZENTACIJA, KONFIGURACIJA ELEKTRONOV, PRIMER - FIZIČNO - 2026

Atomsko število iz kemijskega elementa označuje število protonov iz atomskega jedra tega elementa. V primeru, da je šlo za nevtralen atom, potem bo atomsko število sovpadlo s številom elektronov omenjenega elementa.

Kot je znano, je atomsko jedro sestavljeno iz protonov in nevtronov. Protoni imajo pozitiven naboj in njihova vrednost sovpada z absolutno vrednostjo negativnega naboja elektrona, ki je v enotah mednarodnega sistema 1,6 x 10 ^-19 kulonov.

Slika 1. Shema helijevega (He) atoma. Število protonov je atomsko število. Število nevtronov in število protonov je masno število. Vir: Wikimedia Commons.

Ker so delci atomskega jedra, so protoni in nevtroni znani kot nukleoni. Prav ti delci praktično določajo maso atoma, saj so nukleoni približno dva tisočkrat bolj masivni od elektronov atoma. Zaradi tega se število nukleonov v atomu imenuje masno število.

Vendar je atomsko število tisto, ki določa kemijsko pripadnost atomskih elementov, ker v nevtralnih atomih to število sovpada s številom elektronov.

Zastopanje atomske številke

V periodični tabeli je simbol X kemičnega elementa na spodnji levi strani priložen številki Z, ki predstavlja atomsko številko omenjenega elementa, medtem ko je v zgornjem levem delu kemijskega simbola elementa označeno masno število TO.

Naslednja slika prikazuje ta zapis:

Slika 2. Atomsko število Z kemijskega elementa X in masno število A kemičnega elementa X, v skladu s konvencijo, uporabljeno v periodični tabeli. Vir: Wikimedia Commons.

Nato pa je v preglednici 1 prikazanih nekaj primerov kemičnih elementov z njihovimi notami in atomskimi in masnimi številkami:

Tabela 1

Element	Oznaka	Atomska številka Z	Masna številka A
Vodik	1 1 H	eno	eno
Ogljik	12 6 C	6	12
Kisik	16 8 O	8	16
Uran	238 92 U	92	238

Atomsko število in vrstni red elementov v periodični tabeli

Periodična tabela kemijskih elementov omogoča zaporedno razporeditev elementov in v naraščajočem vrstnem redu glede na vrednost njihovega atomskega števila.

Vsaj 118 od njih je znanih, začenši z vodikom, dokler ne pride do elementa 118, ki je oganenes - prej imenovan ununoctium -, katerega kemijski simbol je Og in njegova masna številka je 294.

Prvih 10 kemičnih elementov z naraščajočim vrstnim redom v atomskem številu je veliko bolj znanih. Tako imamo na primer najbolj znane:

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

Slika 3. Poenostavljena periodična tabela, ki prikazuje simbole kemijskih elementov in njihovo atomsko številko. Vir: Pixabay.

Elektronska konfiguracija

Atomsko število označuje število protonov v atomskem jedru kemičnega elementa in vsak proton ima, kot rečeno, elementarni pozitivni naboj 1,602 x 10 ^-19 C.

Če je atom nevtralen, mora biti število elektronov z elementarnim negativnim nabojem -1.602 x10 ^-19 C enako atomskemu številu. Torej, poznavanje numeričnega položaja kemičnega elementa v periodični tabeli, je znano tudi njegovo število elektronov.

V atomu ti elektroni zasedajo območja, imenovana orbitale, ki so odvisna od energije in kotnega momenta elektrona. Po drugi strani sta kvantizirana tako energija kot kotni moment elektronov v atomu. To pomeni, da lahko sprejmejo le nekatere diskretne vrednosti.

Zdaj so orbitale poseljene z elektroni od nižje do višje energije, po določenih pravilih, ki določajo elektronsko konfiguracijo.

Na ta način število elektronov v najbolj oddaljenih orbitalah ali nivojih atoma vzpostavi vezi, ki jih lahko tvori z drugimi atomi in tvori molekule. To število je odvisno od konfiguracije elektronov in atomske številke.

Kvantna števila

Energija elektrona v atomu je določena z njegovim glavnim kvantnim številom n, ki lahko sprejme celoštevilčne vrednosti 1, 2, 3 …

Kotni moment elektrona v atomu je določen s sekundarnim kvantnim številom l (črka ele) in njegove vrednosti so odvisne od n.

Na primer, za n = 2 ima sekundarno kvantno število vrednosti od 0 do n-1, to je: 0 in 1. Podobno velja za n = 1, ki je najnižja raven energije, sekundarno kvantno število l vzame samo vrednost 0.

Sekundarna kvantna števila 0, 1, 2, 3 so izmenično označena s črkami s, p, d in f. S orbitale so sferične, p orbitale pa lobulirane.

Obstajata še dve kvantni številki:

• Magnetno kvantno število ml, ki prevzame vrednosti od -l do + l skozi nič.
• Spinovo kvantno število s, ki ima le vrednosti + ½ in ½ in je značilnost elektrona.

Končno obstaja načelo izključitve Paulija, ki pravi, da dva elektrona ne moreta imeti vseh štirih enakih kvantnih števil. Kot posledica tega načela ima lahko orbitala največ dva elektrona z nasprotnim spinom.

Elektronski konfiguracijski diagram

Konfiguracijski diagram elektronov se uporablja za poznavanje vrstnega reda polnjenja elektronov od orbital z najnižjo energijo do tistih z najvišjo energijo, ko je znano atomsko število kemičnega elementa. Slika 4 prikazuje ta diagram:

Slika 4. Elektronska konfiguracija. Vir: Wikimedia Commons.

Zamišljena ideja je naslednja: prvo število označuje glavno kvantno število, nato črka označuje sekundarno kvantno število in na koncu številka nadpisa največje možno število elektronov v tej orbiti.

Primer

Elektronska konfiguracija ogljika in silicija

Kot je navedeno zgoraj, ima ogljik atomsko številko 6, kar pomeni, da ima 6 elektronov, ki so razporejeni na naslednji način: 1s2 2s2 2p2 . Silikon ima atomsko številko 14, elektroni pa so razporejeni na drug način: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 .

Oba elementa sta v istem stolpcu periodične tabele, saj imata, čeprav imata različna atomska števila, v najbolj skrajni orbiti isto elektronsko konfiguracijo.

Reference

1. Connor, N. Kaj je nukleon - struktura atomskega jedra - definicija. Pridobljeno: periodic-table.org.
2. Vrh ljudi. Atomska številka: kaj je, kako je predstavljeno. Pridobljeno: cumbrepuebloscop20.org
3. Lifeder. Kaj je kemijska periodičnost? Pridobljeno: lifeder.com
4. Wikipedija. Elektronska konfiguracija. Pridobljeno: es.wikipedia.com
5. Wikipedija. Atomska številka. Pridobljeno: es.wikipedia.com