Nomor atom adalah jumlah proton — partikel bermuatan positif — dalam inti atom suatu unsur kimia. Unsur dibedakan satu sama lain berdasarkan jumlah partikel yang dimilikinya, sehingga setiap unsur memiliki nomor atom uniknya sendiri. Sifat kimia suatu unsur ditentukan oleh jumlah elektronnya, tetapi dalam atom netral, ini sama dengan jumlah proton. Atom dapat, bagaimanapun, mendapatkan atau kehilangan elektron untuk membentuk ion bermuatan negatif atau positif, sehingga nomor atom didefinisikan sebagai jumlah proton, karena ini selalu sama untuk unsur tertentu.
Nomor Atom, Nomor Massa dan Berat Atom
Ada kemungkinan untuk mengacaukan nilai-nilai ini, tetapi mereka sangat berbeda satu sama lain. Atom terdiri dari nukleus yang mengandung proton bermuatan positif dan neutron yang netral secara elektrik, dengan elektron yang mengorbit agak jauh. Proton dan neutron relatif berat, dan beratnya serupa, tetapi elektron jauh lebih ringan dan berkontribusi sangat kecil terhadap berat atom. Nomor massa atom adalah jumlah proton ditambah jumlah neutron dan hampir sama dengan berat atom.
Jumlah neutron dalam suatu unsur dapat bervariasi. Bentuk unsur dengan jumlah neutron yang berbeda dikenal sebagai isotop. Misalnya, bentuk hidrogen yang paling umum memiliki satu proton dan tidak memiliki neutron, tetapi ada dua isotop hidrogen lainnya, deuterium dan tritium, dengan masing-masing satu dan dua neutron. Unsur-unsur yang terjadi secara alami seringkali merupakan campuran dari berbagai isotop. Karbon adalah contoh lain, terdiri dari isotop dengan nomor massa 12, 13 dan 14. Semuanya memiliki enam proton, tetapi masing-masing memiliki enam, tujuh dan delapan neutron.
Meskipun ahli kimia abad ke-19 telah menetapkan perkiraan yang baik dari berat atom unsur-unsur yang diketahui, perhitungan yang tepat tidak selalu langsung, karena terjadinya isotop yang berbeda dalam proporsi yang bervariasi. Seringkali, berat atom ditentukan sebagai rata-rata, berdasarkan kelimpahan relatif isotop. Karena beberapa isotop tidak stabil, berubah dari waktu ke waktu menjadi unsur-unsur lain, berat atom dapat bervariasi, dan dapat direpresentasikan sebagai rentang, bukan nilai tunggal. Isotop biasanya dilambangkan dengan nomor atom di kiri bawah simbol kimia, dan nomor massa, atau perkiraan berat atom, di kanan atas. Misalnya karbon 13 akan ditampilkan sebagai 6C13.
Tabel Berkala
Pada tahun 1860-an, ahli kimia Rusia Dimitri Mendeleev mengerjakan tabel unsur-unsur yang dikenal pada waktu itu, awalnya mendaftar mereka dalam urutan berat atom dan mengaturnya dalam baris yang mengelompokkan unsur-unsur dengan sifat kimia yang serupa. Telah diperhatikan sebelumnya oleh ahli kimia lain bahwa sifat-sifat unsur, ketika diurutkan berdasarkan berat, cenderung berulang pada interval yang kurang lebih teratur. Misalnya, litium, natrium, dan kalium semuanya adalah logam reaktif yang bergabung dengan non-logam dengan cara yang serupa, sedangkan helium, neon, dan argon semuanya adalah gas yang sama sekali tidak reaktif. Untuk alasan ini, daftar Mendeleev dikenal sebagai tabel periodik.
Draf pertama Mendeleev bekerja dengan baik, tetapi ada beberapa inkonsistensi. Misalnya, terdaftar dalam urutan berat, yodium datang sebelum telurium. Masalahnya adalah yodium ini dikelompokkan dengan oksigen, belerang dan selenium, dan telurium dengan fluor, klorin dan bromin. Menurut sifat kimianya, seharusnya yang terjadi sebaliknya, jadi sebelum menerbitkan tabelnya pada tahun 1869, Mendeleev hanya menukar elemen-elemen ini. Namun, baru pada awal abad ke-20, alasan ketidakkonsistenan ini terungkap.
Pada tahun 1913, fisikawan HGJ Moseley menetapkan hubungan antara panjang gelombang sinar-X yang dihasilkan oleh unsur-unsur yang berbeda dan urutannya dalam tabel periodik. Ketika struktur atom diungkapkan oleh eksperimen lain sekitar waktu ini, menjadi jelas bahwa hubungan ini bergantung pada jumlah proton dalam inti suatu unsur, dengan kata lain, nomor atomnya. Tabel periodik kemudian dapat diurutkan dengan nomor ini, menempatkan sifat kimia yang diamati dari unsur-unsur pada dasar teoretis yang kuat. Inkonsistensi sesekali dalam tabel asli disebabkan oleh fakta bahwa variasi dalam jumlah neutron kadang-kadang dapat menghasilkan suatu unsur yang memiliki berat atom lebih tinggi daripada unsur lain dengan nomor atom yang lebih tinggi.
Tabel periodik modern menunjukkan unsur-unsur dalam kotak yang disusun menurut baris dan kolom, dengan nomor atom naik di setiap baris. Setiap kolom mengelompokkan unsur-unsur dengan sifat kimia yang serupa. Kolom ditentukan oleh jumlah dan susunan elektron dalam atom, yang pada gilirannya ditentukan oleh jumlah proton. Setiap kotak biasanya berisi simbol kimia untuk unsur tersebut, dengan nomor atom di atas.