Determina a quantidade de prótons e elétrons de um átomo
O número atômico (Z) equivale à quantidade de prótons – partícula subatômica com carga elétrica positiva – presente no núcleo do átomo de cada elemento químico. Esse numeral costuma aparecer do lado esquerdo do símbolo do elemento, subscrito no canto inferior.
Sua identificação é de grande importância, pois fornece informações sobre as principais características do átomo de um elemento, bem como a sua posição na tabela periódica, uma vez que são organizados em ordem crescente de número atômico. O hidrogênio, por exemplo, é o primeiro na tabela porque apresenta apenas um próton em seu núcleo atômico.
Além disso, permite determinar:
- O número de elétrons na eletrosfera, já que os átomos são eletricamente neutro. Ou seja, possuem a mesma quantidade de prótons e nêutrons em sua composição (Z = p = e);
- Os níveis e subníveis mais externos e energéticos do átomo, pois sabendo a quantidade de elétrons é possível realizar a sua distribuição eletrônica;
- O número de nêutrons no núcleo, mas é necessário aplicar os valores do número atômico e número de massa (A) na seguinte equação: A = Z + n ou n = A – Z.
Fique atento! Muitos estudantes costumam confundir número de massa com massa atômica, mas os dois conceitos não são iguais. Como vimos logo acima, o número de massa (A) é a soma dos prótons e nêutrons de um determinado elemento. Já a massa atômica é o resultado de uma média ponderada que leva em consideração a massa dos isótopos existentes nos elementos e as suas proporções na natureza.
Definição do número atômico
Por volta de 1913, enquanto fazia experimentos de bombardeamento de diferentes elementos químicos com raios X, o físico inglês Henry Moseley percebeu que a frequência dos raios produzidos pela emissão dos núcleos dependia diretamente da quantidade de partículas com carga positiva.
Com isso, ele concluiu que o número atômico tinha relação com o número de prótons no núcleo. E passou a organizar a tabela periódica de acordo com o aumento gradativo desses valores. Assim, podemos verificar que não existem elementos químicos com numerais iguais.
Na tabela periódica, os números atômicos são organizados de maneira consecutiva. (Imagem: Wikimedia Commons)
Mesmo em elementos isótopos, que possuem átomos diferentes entre si, o número de prótons no núcleo permanece igual, a diferença é em relação a quantidade de massa. É o que acontece com o hidrogênio, que tem o prótio (₁H¹), o deutério (₁H²) e o trítio (₁H³).
As ligações químicas também não alteram os números atômicos, pois envolvem apenas os elétrons contidos na eletrosfera. Já na fissão nuclear – processo que provoca o bombardeamento de partículas (principalmente os nêutrons), quebrando os seus núcleos em dois menores – ocorre mudanças. A fissão do urânio-235 (Z = 92), por exemplo, origina o bário (Z = 56) e o criptônio (Z = 36).
Exemplos de utilização
Vejamos nos exemplos abaixo como o número atômico ajuda a descobrir algumas características de certo elemento.
Ferro (Fe)
Entre as informações sobre o ferro na tabela, encontra-se que Z = 26. A partir disso, podemos dizer:
- O elemento possui 26 prótons em seu núcleo;
- 26 elétrons na eletrosfera.
Já que tem 26 elétrons, apresenta a seguinte configuração eletrônica:
1s²
2 s² 2p⁶
3s² 3p⁶ 3d⁶
4s²
Dessa forma, é possível afirmar que:
- 3d⁶ é o subnível mais energético;
- 4s² é o subnível mais externo.
Bário (Ba)
Z = 56
- 56 prótons no núcleo;
- 56 elétrons na eletrosfera;
- 6s² é o subnível mais energético;
- 6s² é o subnível mais externos.
Distribuição:
1s²
2s² 2p⁶
3s² 3p⁶ 3d¹°
4s² 4p⁶ 4d¹° 4f
5s² 5p⁶ 5d 5f
6s² 6p 6d
7s 7p