Aatomnumber
Keemilise elemendi aatomnumber ehk järjenumber ehk laenguarv ehk tuumalaeng (Z) on prootonite arv selle elemendi aatomi tuumas. Aatomnumber saab olla vaid positiivne täisarv, sest aatomi tuumas ei saa olla murdarvulist või negatiivset või olematut kogust prootoneid.
Ajalugu
[muuda | muuda lähteteksti]Esialgu tähendas elemendi järjenumber tema kohta Mendelejevi tabelis. Kui Dmitri Mendelejev asetas tuntud keemilised elemendid sarnaste omaduste järgi rühmitatuna tabelisse, siis tekkisid aatommasside rangest järjekorrast lähtumisel mõned ebakõlad. Joodi ja telluuri koht tabelis tuli ära vahetada, et omadused paremini kokku klapiksid. Samuti oli Mendelejev, lähtudes keemilistest omadustest, pannud koobalti niklist ettepoole, kuigi nikkel on massi poolest koobaltist pisut kergem. Millest selline ebareeglipärasus järjekorras, seda tolle aja teadmistega seletada ei osatud, (õieti ei saadudki, sest lähtuti aatomi massist, mis polnud kõige täpsem järjestamise alus) sest puudus arusaam aatomi ehituse kohta. Järjenumbriks hakati nimetama seda järjekorranumbrit, mis oli elemendil tabelis. Kuigi järjenumber osutus aatomi massiga ligikaudu võrdeliseks (eriti just tabeli algusepoolses osas), pidi see nähtavasti kajastama mingit massist erinevat omadust.
Esimesena pakkus idee aatomituuma laengu ja perioodilisustabeli järjenumbri samasusest välja hollandi amatöörfüüsik Antonius van den Broek. Ta esitas hüpoteesi 20. juulil 1911 ilmunud ajakirjas Nature. See oli umbes kuu pärast seda, kui Ernest Rutherford oli avalikult esitanud oma uue aatomimudeli (peale kuulsat katset pommitada kuldlehte alfaosakestega). Henry Moseley, olles tuttav Rutherfordi mudeli ja Van den Broeki hüpoteesiga ning Niels Bohri töödega, kinnitas 1913. aastal eksperimendiga (röntgenspektroskoopia abil), et see on tõesti nii ja et van den Broeki hüpotees peab paika. Keemilised elemendid, mille kiirgusi Moseley uuris, järjestusid kindlalt ritta. Ta seletas ära ka anomaaliad perioodilisustabelis. Tol ajal oli lantanoidide järjestus ja arv ebamäärane. Selle üks põhjus oli, et lantanoidid on keemiliselt väga sarnased. Moseley jõudis katseandmete põhjal järeldusele, et lantanoide (lantaanist luteetsiumini) on täpselt 15. Ei vähem, ega rohkem. Kinnitust leidnud van den Broeki hüpotees – perioodilisustabeli järjekorranumber vastab täpselt aatomituuma elektrilaengule – tegi järjekorranumbrist reaalse füüsikalise suuruse. 1919. aastal selgitas Rutherford, olles avastanud prootoni, et see (keemilise elemendi järjekorranumber, aatomnumber, tuumalaeng) tähendab prootonite arvu tuumas. Selgus, et keemilise elemendi tähtsaim eripära on just tema tuuma elektriline laeng, mitte aga aatommass.