今天小編來給大家針對這個原子序數是質子數嗎的問題來進行一個介紹，畢竟當下也是有諸多的小伙伴對于原子序數是質子數嗎這個問題非常的重視的，下面大家可以看下具體的詳情

原子結構的秘密被人們初步揭開以后, 不少科學家都在考慮這樣一個問題: 元素的原子結構同它在周期表里的座位有沒有什么關系? 一位年輕的英國物理學家莫斯萊, 首先在這個問題上做出了重大的貢獻.

在莫斯萊以前, 有的科學家已經注意到, 用不同的元素做成的X 射線管中的靶子 (對陰級) , 發射出來的X 射線的穿透能力是不同的, 原子量越大的元素, 發出的X 射線的穿透能力越強.這種具有特殊穿透能力的X 射線被叫做特征X 射線.

1913 年到1914 年間, 莫斯萊系統地研究了各種元素的特征X 射線.他借助於一種叫做亞鐵氰化鉀的晶體, 攝取了多種元素的X 射線譜.他發現, 隨著元素在周期表中的排列順序依次增大, 相應的特征X 射線的波長有規則地依次減小.莫斯萊根據實驗的結果認為, 元素在周期表中是按照原子序數而不是按照原子量的大小排列的, 原子序數等於原子的核電荷數.

原子序數原來就是原子核里的核電荷數! 莫斯萊的這個發現, 第一次把元素在周期表里的座位和原子結構科學地聯系在一起了.這個發現, 給科學家們展現了一個廣闊的研究領域.可惜的是, 這位勤奮而又有才能的青年科學家, 竟然在27 歲的時候, 就犧牲在第一次世界大戰的戰場上了.

后來, 在發現了質子和中子以后, 人們終於認識到, 決定一個元素在周期表中的位置的, 只是它的原子核中的質子數.

例如, 氫元素的原子核里只有1 個質子, 核電荷數是l, 所以它必然就排在周期表里的第1 位.碳元素的原子核里有6 個質子, 核電荷數是6, 因此它就應該排在周期表里的第6 位.而鉀元素的原子核里共有19 個質子, 核電荷數是19, 當然它就是周期表里的第19 號元素了.

反過來也一樣, 周期表里第幾位上的元素, 原子核里一定有幾個質子.例如, 氯是周期表里的第17 號元素, 它的原子核里也就有17 個質子, 核電荷數自然也就是17.

可以說, 有了這個發現, 就解開了周期表當中幾個長期叫人困惑的謎! 第1 個被解開的謎, 就是那個讓人大傷腦筋的問題——氫和氦之間還能不能再有新元素.

根據這個發現, 人們知道氫原子核里只有1 個質子, 應該排在周期表里的第1 位, 而氦原子核里有2 個質子, 當然應該占據第2 位, 雖然在周期表上它們的中間隔著好大一塊空地, 可是質子數在1 和2 之間的原子, 可以肯定不會再有了.

第2 個被解開的謎, 就是幾對元素的順序倒置問題.前面已經說過, 門捷列夫在發現元素周期律的時候, 是按照元素的原子量大小的順序編排元素的.按照當時大多數化學家測定的數值, 鈷的原子量是59, 鎳的原子量是58.7;碲的原子量是128, 碘的原子量是127.按照原子量大小的順序, 鎳應當排在鈷的前面, 碘應當排在碲的前面.可是, 按照同族元素應該具有相似的性質這個規律 (拿化合價來說, 碲的最高價為+6 價, 應當同硫、硒等排在一族;碘的最高價為+7 價, 應當同氯、溴等排在一族) , 他們排列的次序就應該顛倒過來.后來, 還有氬 (39.9) 排在鉀 (39.1) 的前面和釷 (232) 排在鏷 (231) 的前面這兩個原子量的順序顛倒的問題.

不過, 當年門捷列夫對於元素的性質隨著原子量的增大而發生周期性的變化這一點是深信不疑的, 他始終認為一定是人們把鉆和鎳、碲和碘、氬和鉀的原子量測定錯了.所以, 在他自己排的周期表中仍然是把鈷放在鎳的前面, 把碲放在碘的前面, 把氬放在鉀的前面.他在生前一直在期待著化學家給鉀、鎳和碘增大原子量, 或者給氬、鈷和碲減小原子量.但是, 它們的原子量確實是氬大於鉀, 鈷大於鎳, 碲大於碘.所以, 多少年來, 這個所謂的順序倒置問題就成了一個不解之謎.

現在, 莫斯萊等人的新的發現, 一下子就解決了這個難題: 元素在周期表中應該按照它的原子序數, 也就是按照原子核中質子數的順序來排列, 而不應當按照原子量的大小來排列.

鉀原子核里的質子數恰好比氬多1、碘比碲多1, 鎳又比鉆多1.所以, 氬和鉀、碲和碘、鈷和鎳的順序完全是正確的, 并不存在什么顛倒問題.不過, 這個問題總讓人覺得沒有徹底解決.因為絕大多數的元素都隨著原子序數的增大, 隨著質子數的增多, 原子量也相應地增大.只有這幾對元素的原子量沒有按照這個順序增大, 反而是原子量大的排在了前面, 原子量小的排在了后面, 這是為什么?

后來弄清楚了, 這個問題的關鍵也是在原子核里.

原來, 同一種元素的原子核里面具有相同數目的質子, 也就是具有相同的核電荷數, 核外的電子數目和它們的分布狀況當然也完全相同, 因而就具有相同的化學性質.而不同元素的質子數一定不同, 核電荷數和核外電子數也一定不同, 它們的化學性質也就不同了.因此, 在化學上給元素下的定義是: 含有相同質子數目的一類原子的總稱.

可是, 對於原子核的進一步研究卻發現, 同一種元素的的原子里, 質子數雖然一樣多, 但中子的數目卻不完全相同.

拿氫元素來說吧, 它所有的原子里, 都只有1 個質子, 可中子數卻不一樣.有的氫原子里根本沒有中子, 有的氫原子里有1 個中子, 還有的氫原子里竟然有兩個中子! 這3 種氫原子的化學性質幾乎完全一樣, 很難區別.就好像一胎生下來的3 個孿生兄弟——三胞胎, 長的一模一樣.中子數不同的氫原子就是原子世界中的三胞胎.

原子也有多胞胎!

原子里的多胞胎, 質子數完全一樣, 屬於同一種元素, 在周期表上當然占據同一個位置, 因此, 人們也把它們叫做同位素.

同一種元素的幾個同位素雖然化學性質相同, 但在物理性質上卻不完全相同.比如, 它們的原子質量就一定各不相同.那些在原子核中含中子多的原子, 原子質量就大些, 含中子少的原子, 原子質量就要小些.

在氫的同位素中, 不含中子的稱為氫—1, 含有1 個中子的稱為氫—2, 含兩個中子的稱為氫—3.這就好像三胞胎的媽媽把她的孩子們叫成老大、老二、老三一樣.當然, 這是小名.它們除了小名以外, 還各有各的大名.氫—1 叫做氕, 氫—2 叫做氘, 氫—3 叫做氚.

氕、氘、氚雖然各自的原子質量不同, 但它們的化學性質幾乎完全相同.在自然界里, 它們也都混在一起, 難分難解.所以, 平時我們所測出來的氫的原子量, 就是這3 種原子質量的平均值.

現在已經知道, 絕大多數的元素都有兩種或兩種以上的同位素.因此, 絕大多數元素的原子量, 都是它的各種同位素的原子質量的平均值.

自然界的各種元素, 一般來說, 質子數大的, 原子量也比較大;質子數少的, 原子量也比較小.所以, 在周期表中, 大多數元素都是隨著質子數的增大, 原子量也同時增大.可是, 有的元素, 雖然質子數較小, 但是在自然界, 它的幾個同位素中較重的同位素占的比例大, 因而幾種同位素的原子質量的平均值 (就是這種元素的原子量) 也就要大些.而有的元素雖然質子數比較大, 但由於較重的同位素占的比例小, 結果這種元素的原子量反倒要小一些了.

拿氬和鉀這一對元素來說, 氬的質子數 (18) 要比鉀的質子數 (19) 小, 但是在自然界中, 它的重同位素占的比例大——氬-40 占99.60%, 它的原子質量為39.96 個原子質量單位 (u) , 氬-38 占0.06%, 它的原子質量為37.96% (u) , 氬-36 占0.34%, 它的原子質量為35.97 (u) .很容易計算, 氬的原子量應該是:

(39.96 × 99.60 + 37.96 × 0.96 + 35.97 × 34) /100=39.95

鉀的質子數雖然較大, 但它的重同位素占的比例小——鉀-41 占6.88%, 它的原子質量為40.96 (u) , 鉀-40 占0.01%, 它的原子質量為39.96(u) , 鉀-39 占93.08%, 它的原子質量為38.96 (u) .所以, 鉀的原子量就是:

(40.96 × 6.88 + 39.96 × 0.01 + 38.96 × 93.08) /100=39.10

這樣一來, 從原子量看, 在周期表中排在后面的鉀反倒比排在前面的氬要小, 這就是曾經在一個相當長的時期里解釋不了的順序倒置問題.在同位素被發現以后, 特別是在原子核的質子中子結構被闡明以后, 這個問題就很容易理解了.鈷和鎳、碲和碘、釷和鏷的倒置問題, 也都是由於同樣的原因造成的.這個謎終於被徹底解開了!