Атомууд бол орчлон ертөнцийн бүх элементүүдийг бүрдүүлдэг материйн үндсэн нэгжүүд юм. Атом бүр нь химийн урвал, элементүүдийн шинж чанар, үелэх системийн бүтцийг ойлгоход чухал ач холбогдолтой атомын дугаар, атомын массаар тодорхойлогддог. Энэ хичээл нь атомын масс, атомын дугаар гэж юу болох, тэдгээрийг хэрхэн тодорхойлдог, атомын агуулга дахь ач холбогдлыг авч үзэх болно.
Атомын атомын дугаарыг атомын цөмд агуулагдах протоны тоогоор тодорхойлно. Үүнийг Z тэмдгээр тэмдэглэв. Протонууд эерэг цэнэгтэй байдаг тул атомын дугаар нь цөмийн нийт эерэг цэнэгийг мөн илэрхийлдэг. Атомын дугаарын амин чухал тал бол химийн элементийг өвөрмөц байдлаар тодорхойлох явдал юм. Жишээлбэл, атомын дугаар 1-тэй бүх атомууд нь устөрөгчийн атомууд, атомын дугаар нь 6-тай нь нүүрстөрөгчийн атомууд юм.
Нэмж дурдахад, төвийг сахисан атомд цөмийг тойрон эргэлдэж буй электронуудын тоо атомын тоотой тэнцүү бөгөөд нийт цахилгаан саармаг байдлыг хадгалдаг. Жишээлбэл, хүчилтөрөгчийн атом нь 8 атомын дугаартай бөгөөд энэ нь түүний цөмд 8 протон, төвийг сахисан төлөвт 8 электрон цөмийг тойрон эргэлддэг.
Атомын масс буюу атомын жин гэдэг нь элементийн атомын дундаж массыг атомын массын нэгжээр (amu) хэмждэг. Протон ба нейтроны масстай харьцуулахад электронуудын масс нь өчүүхэн тул энэ нь цөм дэх протон ба нейтроны массыг бүрдүүлдэг. Атомын массыг элементийн изотопуудын массын жингийн дундажийг тэдгээрийн байгалийн элбэг дэлбэг байдалд үндэслэн тооцдог. Изотоп нь цөм дэх нейтроны тоогоор тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь ижил элементийн атомуудын массын өөрчлөлтөд хүргэдэг.
Атомын массын тооцооллын жишээг хлороос харж болно. Хлор нь хоёр тогтвортой изотоптой: Хлор-35 (ойролцоогоор 34.968 аму изотоп масстай, элбэг дэлбэг 76%) ба Хлор-37 (ойролцоогоор 36.965 аму изотоп масстай, элбэг дэлбэг 24%). Хлорын атомын массыг дараах байдлаар тооцно: \( \textrm{Хлорын атомын масс} = (34.968 \times 0.76) + (36.965 \times 0.24) \approx 35.453 \textrm{ аму} \)
Атомын дугаар ба атомын массын тухай ойлголтууд нь элементүүдийн зан төлөв, шинж чанарыг ойлгоход зайлшгүй шаардлагатай. Атомын дугаар нь үелэх систем дэх элементийн байрлал, түүний химийн шинж чанарыг тодорхойлдог. Нэг босоо багана буюу бүлгийн элементүүд нь хамгийн гадна талын бүрхүүлд ижил тооны электронтой тул ижил төстэй химийн шинж чанартай байдаг.
Харин атомын масс нь молекул, бодисын массыг тооцоолоход чухал ач холбогдолтой. Энэ нь химичдэд урвалд шаардагдах элементийн хэмжээ эсвэл үйлдвэрлэсэн бүтээгдэхүүний гарцыг тодорхойлох боломжийг олгодог. Энэхүү тооцоо нь химийн урвалын тоон талыг хамардаг стехиометрийн үндсэн суурь юм.
Атомын масс ба тоог илүү сайн ойлгохын тулд атомын бүтцийг төсөөлөхөд тустай. Атомын төвд протон, нейтрон агуулсан цөм байдаг. Электронууд нь янз бүрийн энергийн түвшин эсвэл бүрхүүлд цөмийг тойрон эргэдэг. Атомын дугаар ( \(Z\) ) нь цөм дэх протоны тоотой холбоотой бөгөөд үүнийг элементийн тодорхойлогч шинж чанар гэж хялбархан төсөөлж болно. Атомын масс нь зөвхөн протон (тус бүр нь \(1.007 amu\) ) ба нейтроны ( \(1.008 amu\) ) массыг багтаахаас гадна элементийн изотопын найрлагыг харгалзан үздэг тул илүү төвөгтэй байдаг.
Атомын масс, тоог ойлгох нь хими, физикийн салбарт гэх мэт олон практикт хэрэглэгдэх боломжтой. Жишээлбэл, нэгдлийн томъёог тодорхойлохын тулд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн атомын массын талаархи мэдлэг шаардлагатай. Цаашилбал, изотопуудын тухай ойлголт, тэдгээрийн хэрэглээ нь радиокарбон, цөмийн анагаах ухаан, цөмийн реакторуудад атомын массын өөрчлөлт дээр суурилдаг.
Изотоп ба атомын массын тухай ойлголтыг харуулах энгийн туршилт нь ижил хийн өөр өөр изотопоор дүүргэсэн бөмбөлгүүдийн жинг харьцуулах явдал юм. Жишээлбэл, гелий-3 ба гели-4-ээр дүүргэсэн бөмбөлгүүдийг нарийвчлалтай хэмжихэд өөр өөр жинтэй болно. Жингийн энэ ялгаа нь гелий-4 дахь нэмэлт нейтронтой холбоотой бөгөөд нейтроны өөрчлөлт нь атомын дугаарыг өөрчлөхгүйгээр атомын массад хэрхэн нөлөөлж байгааг харуулж байна.
Боловсролын өөр нэг хэрэглээ бол радио нүүрстөрөгчийн онолтын тусламжтайгаар олдворын насыг ойлгохын тулд изотопын найрлагыг ашиглах явдал юм. Энэхүү техник нь нүүрстөрөгчийн изотоп болох нүүрстөрөгч-14-ийн задралыг хэмжиж, органик материалын насыг тодорхойлдог. Энэ нь түүх, геологийн үйл явдлуудыг судлахад атомын тоо, массыг хэрхэн ашигладаг болохыг бодитоор харуулсан жишээ юм.
Дүгнэж хэлэхэд, атомын тоо болон атомын масс нь бодисын үндсэн бүтцийг ойлгоход маш чухал юм. Атомын дугаар ( \(Z\) ) нь элементийн шинж чанарыг тодорхойлж, үелэх систем дэх түүний байрлал, химийн шинж чанарыг тодорхойлдог. Элементийн изотопын дундаж массын хэмжүүр болох атомын масс нь элемент ба нэгдлүүдийн физик шинж чанар, төлөв байдалд нөлөөлдөг. Эдгээр ойлголтууд нь хими дэх молекулын жинг тооцоолохоос эхлээд изотопын шинжилгээгээр археологийн олдворуудыг тогтоох хүртэл шинжлэх ухааны олон зарчим, хэрэглээний үндэс суурь болдог.
Атомын тоо болон атомын массын ач холбогдлыг ойлгосноор хүн атомын ээдрээтэй, сэтгэл татам ертөнцийн талаар ойлголттой болж, манай орчлон ертөнцийг бүрдүүлдэг элементүүдийн талаар илүү гүн гүнзгий ойлгох боломжийг олгодог.
