O número atômico indica o número total de prótons no núcleo de um determinado átomo. É representado pela letra Z e é colocado como um subscrito à esquerda do símbolo do elemento.
Os átomos são formados por um núcleo (formado por prótons e nêutrons) e uma camada formada por elétrons. Os prótons são carregados positivamente, os nêutrons são eletricamente neutros. Portanto, o núcleo atômico sempre tem uma carga positiva. Por outro lado, os elétrons têm uma carga negativa.
Um átomo em seu estado natural é neutro e tem o mesmo número de elétrons e prótons.
A busca por novos itens normalmente é feita usando esse conceito. A síntese de novos elementos é realizada bombardeando átomos de elementos pesados com íons. Desta forma consegue-se que a soma dos números atômicos dos elementos e iônicos seja igual ao número atômico do elemento que está sendo criado.
Em geral, a meia-vida de um átomo diminui à medida que o número de prótons aumenta.
Importância do número atômico na tabela periódica
A localização dos elementos químicos na tabela periódica depende do número atômico.
A tabela periódica é organizada em linhas horizontais chamadas períodos e colunas verticais chamadas grupos. Nela, os elementos são dispostos em ordem crescente de número de prótons no núcleo do átomo.
Isso significa que, à medida que você vai da esquerda para a direita em um período, o número atômico dos elementos aumenta em uma unidade. Por exemplo, no período 2, o lítio tem um número atômico de 3, o berílio tem um número atômico de 4 e o carbono tem um número atômico de 6.
A disposição dos elementos na tabela periódica com base em seu número atômico também permite identificar tendências periódicas em propriedades físicas e químicas. À medida que você se move de cima para baixo em um grupo, os elementos tendem a mostrar um aumento gradual em seu tamanho atômico e raio iônico, bem como uma diminuição em sua eletronegatividade.
Exemplos de números atômicos
Aqui está uma tabela com alguns exemplos de números atômicos:
|
Elemento |
Número atômico |
|
hidrogênio |
1 |
|
Carbono |
6 |
|
Oxigênio |
8 |
|
Alumínio |
13 |
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Cloro |
17 |
|
Potássio |
19 |
|
Ferro |
26 |
|
Cobre |
29 |
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Enxofre |
16 |
|
Sódio |
onze |
|
Ouro |
79 |
Isótopos e diferença com número de massa
Isótopos são elementos químicos que possuem o mesmo número de prótons (Z), mas diferentes números de nêutrons (N). As propriedades químicas dos isótopos são muito diferentes, em alguns casos.
O número de massa (A) de um átomo é a soma do número atômico (Z) e o número de nêutrons (N).
Para que serve o número atômico?
O número atômico tem várias aplicações em ciência e tecnologia.
A seguir, discutimos algumas características dos átomos relacionadas ao número atômico e como eles são usados na física e na química:
Relação com propriedades químicas
À medida que o número de prótons no núcleo atômico aumenta, ele influencia a maneira como os átomos interagem com outros elementos e compostos.
Por exemplo, elementos do grupo 1 da tabela periódica, como hidrogênio e lítio, possuem apenas um elétron em sua camada externa, tornando-os altamente reativos e propensos a formar compostos iônicos.
Configuração eletronica
O número atômico também é essencial para determinar a configuração eletrônica de um átomo, ou seja, a distribuição dos elétrons em seus diferentes níveis e subníveis de energia.
À medida que o número de prótons aumenta, elétrons são adicionados em níveis e subníveis de energia mais altos. Esse acúmulo de elétrons gera padrões e tendências periódicas nas propriedades atômicas e moleculares.
Identificação de isótopos
O número atômico também nos permite identificar diferentes isótopos do mesmo elemento que possuem diferentes massas atômicas. Isótopos são átomos do mesmo elemento que possuem o mesmo número de prótons, mas diferem no número de nêutrons no núcleo.
Por exemplo, carbono-12 e carbono-14 são isótopos de carbono. Embora o número de nêutrons possa variar, o número atômico do carbono é sempre 6, o que o distingue de outros elementos.
Datação radiométrica
A datação radiométrica é uma técnica usada em geologia e arqueologia para determinar a idade de amostras com base no decaimento de isótopos radioativos.
Conhecendo o número atômico de um elemento, seu isótopo radioativo correspondente pode ser identificado. Posteriormente, medindo a razão entre o isótopo radioativo e seus produtos de decaimento, a idade da amostra pode ser calculada.
Pesquisa e Desenvolvimento Científico
O conhecimento do número atômico é essencial na pesquisa científica, especialmente em áreas como física de partículas, química nuclear e síntese de novos materiais.
Ao compreender o número atômico dos elementos, os cientistas podem estudar e manipular as propriedades e comportamentos dos átomos e moléculas para criar novos materiais com características específicas.
Evolução histórica do número atômico
A princípio, o número atômico era a posição em que um elemento químico permanecia quando era organizado em ordem crescente de acordo com suas massas atômicas.
Em 1913, Johannes H. van den Broek descobriu que o número de cargas elementares no núcleo atômico era igual ao número atômico. Mais tarde, Niels Bohr adotou essa descoberta para desenvolver sua teoria quântica da estrutura dos átomos e da origem dos espectros, que ele refletiu no conhecido modelo atômico de Bohr.