ما هو العدد الذري؟

العدد الذري يُعرف بأنه عدد البروتونات الموجود في الذرة، ويُرمز له بالحرف (Z). يُعتبر العدد الذري أداة حيوية لتحديد نوع العنصر وخصائصه الكيميائية.

من الجدير بالذكر أن الجدول الدوري الحديث للعناصر يرتب هذه العناصر بناءً على تزايد العدد الذري، وقد اكتشف هذا الترتيب العالم هنري موزلي. الرقم الذي يمثل العدد الذري يظهر في الجزء العلوي من العنصر في الجدول الدوري، بينما يتم الإشارة إليه عند التعبير عن العنصر على اليسار باستخدام رقم صغير في الأسفل.

ما هو العدد الكتلي؟

يتم تعريف العدد الكتلي على أنه مجموع عدد البروتونات والنيوترونات، ويتم التعبير عنه بالمعادلة التالية:

العدد الكتلي = عدد البروتونات + عدد النيوترونات

العدد الكتلي يُشار إليه بالرمز (A)، ويظهر في الجدول الدوري أسفل العنصر. أثناء الإشارة إلى العنصر، يكون العدد الكتلي موجودًا على اليسار على شكل رقم صغير في الأعلى.

من المهم أن نلاحظ أن كتلة الإلكترونات تُعتبر ضئيلة جداً وغير مؤثرة في حساب العدد الكتلي، حيث تساوي حوالي 1.800 مرة أقل من كتلة البروتون. كما يُعادل العدد الكتلي لأي ذرة الكتلة الذرية بالتقريب إلى أقرب عدد صحيح. على الرغم من أن النظائر المختلفة من نفس العنصر يمكن أن تكون لها أعداد كتلية متباينة، إلا أن ذلك يعود لاختلاف عدد النيوترونات.

الرابط بين العدد الذري وسلوك العنصر الكيميائي

تُحدد الخصائص الكيميائية للعناصر بناءً على عددها الذري في الجدول الدوري، نظرًا لأن عدد البروتونات يساوي عدد الإلكترونات في الذرة المتعادلة.

باستخدام عدد الإلكترونات، يمكننا تحديد التوزيع الإلكتروني للعنصر الرائج، وتحديد طبيعة إلكترونات التكافؤ أعلى المدار. تحظى هذه الإلكترونات بأهمية كبيرة، إذ تؤثر على قدرة الذرات للتفاعل من خلال مشاركة إلكتروناتها لتكوين روابط كيميائية أثناء التفاعلات.

أمثلة توضيحية لحساب العدد الذري والعدد الكتلي

تُستخدم الأعداد الذري والكتلي من أجل تشكيل رؤية شاملة حول الذرات والعناصر من حيث الخصائص والصفات. وفيما يلي بعض الأمثلة التوضيحية:

• مثال (1): ذرة عددها الذري 9، وعددها الكتلي 19. حساب عدد البروتونات، الإلكترونات والنيوترونات:
  • الحل:
    • عدد البروتونات = 9، حيث يساوي عدد البروتونات العدد الذري.
    • عدد الإلكترونات = 9، حيث يتساوى عدد البروتونات مع عدد الإلكترونات في الذرة المتعادلة.
    • عدد النيوترونات = 10، إذ يتم حسابه عبر طرح العدد الذري من العدد الكتلي، أي (عدد البرتونات + عدد النيوترونات) – (عدد البروتونات) = عدد النيوترونات.

• مثال (2): حساب عدد النيوترونات في ذرة الكلور (Cl) التي عددها الذري 17، وعددها الكتلي 35:
  • الحل: بما أن العدد الذري يساوي عدد البروتونات، فالعدد الكتلي = عدد البروتونات + عدد النيوترونات:
    35 = 17 + عدد النيوترونات. وبالتالي، عدد النيوترونات = 35 – 17 = 18 نيوتروناً.

• مثال (3): عدد البروتونات والإلكترونات في ذرة الصوديوم، حيث العدد الذري هو 11:
  • الحل: بما أن العدد الذري يساوي عدد البروتونات ويعادل عدد الإلكترونات في الذرة المتعادلة، فإن عدد البروتونات والإلكترونات يساوي 11.

• مثال (4): حساب عدد البروتونات، النيوترونات، والإلكترونات في الذرة المتعادلة لعنصري البورون (B105) والزئبق (Hg19980):
  • الحل:
    • عدد البروتونات في ذرة البورون = 5، وعدد الإلكترونات = 5، وعدد النيوترونات = 5.
    • عدد البروتونات في ذرة الزئبق = 80، وعدد الإلكترونات = 80، وعدد النيوترونات = 119.

الأعداد الذرية والكتلية لأشهر العناصر الكيميائية

يوضح الجدول التالي الأعداد الذرية والكتلية لأبرز العناصر الكيميائية المستخدمة، مرتبة من المجموعة الأولى إلى المجموعة الثامنة: