Atomlar kainatın bütün elementlərini təşkil edən maddənin əsas vahidləridir. Hər bir atom kimyəvi reaksiyaları, elementlərin xassələrini və dövri cədvəlin quruluşunu başa düşmək üçün əsas olan atom nömrəsi və atom kütləsi ilə xarakterizə olunur. Bu dərs atom kütləsinin və atom nömrəsinin nə olduğunu, onların necə müəyyən edildiyini və atomlar kontekstində əhəmiyyətini əhatə edəcəkdir.
Bir atomun atom nömrəsi bir atomun nüvəsində mövcud olan protonların sayı kimi müəyyən edilir. Z simvolu ilə işarələnir. Protonlar müsbət yük daşıdığından, atom nömrəsi də nüvənin ümumi müsbət yükünü göstərir. Atom nömrəsinin vacib cəhəti kimyəvi elementi unikal şəkildə müəyyən etməsidir. Məsələn, atom nömrəsi 1 olan bütün atomlar hidrogen atomları, atom nömrəsi 6 olanlar isə karbon atomlarıdır.
Bundan əlavə, neytral bir atomda nüvənin ətrafında fırlanan elektronların sayı atom nömrəsinə bərabərdir və ümumi elektrik neytrallığını qoruyur. Məsələn, bir oksigen atomunun atom nömrəsi 8-dir, bu onun nüvəsində 8 protonun və neytral vəziyyətdə nüvənin ətrafında fırlanan 8 elektronun olduğunu göstərir.
Atom kütləsi , həmçinin atom çəkisi kimi tanınır, bir elementin atomlarının atom kütlə vahidləri (amu) ilə ölçülən orta kütləsidir. Nüvədəki həm protonların, həm də neytronların kütləsini təşkil edir, çünki elektronların kütləsi proton və neytronların kütləsi ilə müqayisədə əhəmiyyətsizdir. Atom kütləsi bir elementin izotoplarının təbii bolluğuna əsaslanaraq onların kütlələrinin orta çəkisini götürməklə hesablanır. Bir izotop nüvədəki neytronların sayı ilə müəyyən edilir və eyni elementin atomları arasında kütlə dəyişikliyinə səbəb olur.
Atom kütləsinin hesablanmasına bir nümunə xlorda görünə bilər. Xlorun iki sabit izotopu var: Xlor-35 (izotop kütləsi təxminən 34,968 amu və bolluğu 76%) və Xlor-37 (izotop kütləsi təxminən 36,965 amu və bolluğu 24%). Xlorun atom kütləsi aşağıdakı kimi hesablanır: \( \textrm{Xlorun atom kütləsi} = (34.968 \times 0.76) + (36.965 \times 0.24) \approx 35.453 \textrm{ amu} \)
Atom nömrəsi və atom kütləsi anlayışları elementlərin davranışını və xassələrini başa düşmək üçün vacibdir. Atom nömrəsi elementin dövri cədvəldəki yerini və kimyəvi xassələrini təyin edir. Eyni şaquli sütun və ya qrupdakı elementlər, ən xarici qabığında eyni sayda elektrona malik olduqları üçün oxşar kimyəvi davranışa malikdirlər.
Atom kütləsi isə molekulların və maddələrin kütləsini hesablamaq üçün vacibdir. Bu, kimyaçılara bir reaksiyada tələb olunan elementin miqdarını və ya istehsal olunan məhsulun məhsuldarlığını təyin etməyə imkan verir. Bu hesablama kimyəvi reaksiyaların kəmiyyət aspektlərini əhatə edən stoxiometriya üçün əsasdır.
Atom kütləsini və sayını daha yaxşı başa düşmək üçün atom quruluşunu vizuallaşdırmaq faydalı ola bilər. Atomun mərkəzində proton və neytronları ehtiva edən nüvə yerləşir. Elektronlar müxtəlif enerji səviyyələrində və ya qabıqlarda nüvənin ətrafında fırlanır. Atom nömrəsi ( \(Z\) ) nüvədəki protonların sayı ilə əlaqələndirilir ki, bu da elementin müəyyənedici xüsusiyyəti kimi asanlıqla təsvir edilə bilər. Atom kütləsi daha mürəkkəbdir, çünki burada təkcə protonların (hər biri \(1.007 amu\) ) və neytronların (hər biri \(1.008 amu\) ) kütləsi deyil, həm də elementin izotop tərkibi də nəzərə alınır.
Atom kütləsi və nömrəni başa düşmək kimya və fizika sahəsində olduğu kimi bir çox praktiki şəkildə tətbiq oluna bilər. Məsələn, bir birləşmənin düsturunu təyin etmək üçün tərkib elementlərinin atom kütlələri haqqında bilik tələb olunur. Bundan əlavə, izotoplar anlayışı və onların radiokarbon tarixləri, nüvə təbabəti və nüvə reaktorlarında tətbiqi atom kütləsindəki dəyişikliklərə əsaslanır.
İzotoplar və atom kütləsi anlayışını nümayiş etdirmək üçün sadə təcrübə eyni qazın müxtəlif izotopları ilə doldurulmuş balonların çəkilərinin müqayisəsini nəzərdə tutur. Məsələn, helium-3 və helium-4 ilə doldurulmuş balonların çəkisi dəqiq ölçüldükdə fərqli olacaq. Ağırlıqdakı bu fərq, helium-4-dəki əlavə neytronla bağlıdır və neytron dəyişməsinin atom nömrəsini dəyişdirmədən atom kütləsinə necə təsir etdiyini göstərir.
Digər təhsil tətbiqi, radiokarbon tarixləri vasitəsilə artefaktların yaşını anlamaq üçün izotop tərkibinin istifadəsidir. Bu texnika üzvi materialların yaşını təyin etmək üçün karbonun izotopu olan karbon-14-ün parçalanmasını ölçür. Bu, tarixi və geoloji hadisələri öyrənmək üçün atom nömrəsinin və kütləsinin necə istifadə olunduğunun praktiki nümayişidir.
Xülasə, atom nömrəsi və atom kütləsi maddənin əsas quruluşunu anlamaq üçün çox vacibdir. Atom nömrəsi ( \(Z\) ) elementin kimliyini müəyyən edir, onun dövri cədvəldəki mövqeyini və kimyəvi xassələrini diktə edir. Elementin izotoplarının orta kütləsinin ölçüsü olan atom kütləsi elementlərin və birləşmələrin fiziki xassələrinə və davranışına təsir göstərir. Bu anlayışlar kimyada molekulyar çəkilərin hesablanmasından tutmuş, izotopik analiz vasitəsilə arxeoloji tapıntıların tarixinin müəyyən edilməsinə qədər bir çox elmi prinsip və tətbiqlərin əsasını təşkil edir.
Atom nömrəsinin və atom kütləsinin əhəmiyyətini dərk etməklə, atomların mürəkkəb və füsunkar dünyası haqqında fikir əldə etmək, kainatımızı təşkil edən elementləri daha dərindən dərk etməyə imkan verir.
