מספר אטומי

מספר אטומי הוא מספר הפרוטונים הנמצאים בגרעין של אטום מסוים. מספר זה קובע את היסוד הכימי של האטום. לכל יסוד יש מספר אטומי מסוים, שונה מזה של כל יסוד אחר. כאשר האטום נייטרלי חשמלית (אינו יון), המספר האטומי הוא גם מספר האלקטרונים באטום. אופיו הכימי, להבדיל מאופיו הפיזיקלי, של האטום נקבע על ידי מספר זה. לעומת זאת, אופיו הפיזיקלי של האטום נקבע גם על ידי האיזוטופ שלו. כל יסוד עשוי להתקיים כאיזוטופים שונים, שלכל אחד מהם מספר אטומי זהה אך מספר מסה שונה.

היסטוריה

גרף המתאר את ההפרש בין המשקל האטומי למספר האטומי של היסודות ממימן עד אורניום

עם פיתוח הטבלה המחזורית של היסודות השתמשו הכימאים במספר האטומי לציון מקומו הסידורי של היסוד בטבלה. דמיטרי מנדלייב סידר בטבלה שלו את היסודות לפי דמיון בתכונות כימיות. בסדר זה רואים כמה אי-התאמות לסידורם לפי המשקל האטומי. כפי שניתן לראות בגרף משמאל, לדוגמה, משקלו האטומי של יוד (126.90447 u) הוא מעט נמוך מזה של טלוריום (127.6 u). זאת, על אף שהמספר האטומי של יוד גבוה ב-1 מזה של טלוריום (53 לעומת 52).

אי ההתאמות הוסברו באופן מדעי במחקרו של הנרי מוזלי בשנת 1913, בו הוא גילה קשר ישיר בין אורך הגל של קרני X הנפלטים מיסוד המופגז בקרן אלקטרונים, לבין מקומו בטבלה המחזורית. בהמשך, במסגרת פיתוח פיזיקת החלקיקים, הבינו החוקרים שהמספר האטומי מתאים למטען החשמלי של גרעין האטום, אשר נובע אך ורק ממספר הפרוטונים שבו. מטען זה הוא הקובע את תכונותיהם הכימיות של יסודות, לא המשקל האטומי. ההבדל בין שני המספרים נובע מהימצאותם של נייטרונים בגרעין האטום. במקרה של היוד (53 פרוטונים) והטלוריום (52 פרוטונים), ההפרש בין מספר הפרוטונים קטן מההפרש בין מספר הנייטרונים בגרעין של טלוריום (76 באיזוטופ השכיח ביותר של טלוריום) לעומת היוד (74 באיזוטופ השכיח). לכן, המשקל האטומי של טלוריום גבוה יותר.