No soy científico, por lo que necesitaría respuestas muy simplificadas si es posible. ¿Cómo sabemos la cantidad de protones de un elemento dado?

A los humanos les tomó mucho tiempo resolver esto para algunos elementos.

El comportamiento de una sustancia puede ubicarla en ciertas categorías: metales alcalinos, metales “normales”, metales de transición, no metales, halógenos y gases nobles. La densidad del material, en comparación con otros materiales en el mismo estado (ambos sólidos, o ambos líquidos, o ambos gases) proporciona una estimación aproximada del número total de nucleones (protones y neutrones). Esa información por sí sola permitió a los químicos y físicos obtener una aproximación bastante cercana a la tabla periódica de hoy. Sin embargo, las diferencias entre algunos son muy sutiles. Los metales tienden a actuar, bueno, metálicos, y llenan la mayor parte de la tabla periódica. Se necesitaban diferentes bits de información para resolver algunas de las partes de la tabla que seguían siendo confusas. La única clave real fue concluir que efectivamente había un patrón similar a una tabla para los elementos y luego determinar qué forma debería tener la tabla.

Una vez que se resolvió la forma de la mesa, no fue demasiado difícil completar las partes: es como tener un rompecabezas con la parte de la imagen raspada de algunas de las piezas, una vez que sabes qué forma va a dónde, no En realidad, no se necesita todo el resto de la información para resolver el rompecabezas y la imagen general. En el caso de la tabla periódica, el trabajo de Bohr (y el trabajo de otros como él) condujo a ideas que finalmente culminaron en la Mecánica Cuántica, pero incluso sin científicos de Mecánica Cuántica llenos de la idea de que los electrones son algo ondulantes y / o seguir movimientos de tipo onda. A partir de ahí, fue fácil rastrear una ola en la superficie de un círculo: solo use un juguete Spirograph (tengo uno debajo de mi escritorio, que mi esposa me compró para Navidad).

Si la onda tiene la misma longitud de onda que la circunferencia del círculo, entonces obtienes un círculo desplazado: esta es una “órbita S”, dos electrones siguen este patrón, los átomos cuyo comportamiento está dominado por esta órbita son los de la izquierda más dos columnas

Si la longitud de onda es el doble (hasta una octava), entonces tiene un “P-orbital”, este patrón puede contener 6 electrones. Las seis columnas más a la derecha de la tabla periódica contienen elementos cuyo comportamiento está dominado por este conjunto de orbitales.

Si la longitud de onda es tres veces la circunferencia, obtienes “D-orbitales”, que forman los metales. Aquí es donde se vuelve confuso porque los niveles de energía de los orbitales D son tan parecidos entre sí y tan parecidos a otras órbitas “inferiores” que los electrones no van a donde un modelo simple predeciría. Aun así, esto todavía les dijo a los científicos cuántas columnas de ancho debía tener la parte central de la tabla.

Si la longitud de onda es cuatro veces la circunferencia, obtienes “F-orbitales”; estos forman esas dos filas que se dibujan por separado en la parte inferior de la tabla. Como antes, la imagen hecha por un juguete Spirograph era todo lo que se necesitaba para decirles a los científicos y matemáticos cuántos elementos se necesitaban para llenar esta parte de la tabla.

Una vez que se llegó a una conclusión bastante simple, pero lejos de ser obvia, fue tanto un proceso de eliminación como cualquier otra cosa averiguar qué elemento tenía cuántos protones y cuáles iban a dónde en la tabla.

La mayoría de las personas solo mirarían el número atómico en la tabla periódica, suponiendo que estamos hablando de un elemento conocido. ¿Has descubierto un nuevo elemento y necesitas determinar el número atómico? Si no es así, solo busque el elemento en la tabla periódica, y el número atómico es igual al número de protones, que a su vez es igual al número de electrones. ¡Fácil!

Probablemente esté haciendo la tarea o algo así, así que aquí hay una pregunta más avanzada para ayudarlo a comprender (copié esta de Internet de un sitio web en Purdue, por lo que la siguiente pregunta no es original para mí):

Cito de Purdue: “Ejemplos: determinemos el número de protones, neutrones y electrones en los siguientes isótopos.

C-12, C-13, C-14 (diferentes isoptopos de carbono, que tiene un número atómico de 6 – verifique dos veces ese número atómico Z en su tabla periódica)

C son isótopos de carbono (número atómico (Z) = 6) y, por lo tanto, contienen seis protones. Si los átomos son neutros, también deben contener seis electrones. La única diferencia entre estos isótopos es la cantidad de neutrones en el núcleo.

carbono 12: 6 electrones, 6 protones y 6 neutrones

carbono 13: 6 electrones, 6 protones y 7 neutrones

carbono 14: 6 electrones, 6 protones y 8 neutrones ”

Gracias de nuevo a Purdue (Estructura del átomo) por ese buen ejemplo.

Se especifica en la definición del elemento . Tienes que consultar la tabla periódica o memorizar ese aspecto de la misma. Los primeros son bastante fáciles de recordar:

Hidrógeno (H): 1 protón

Helio (He): 2 protones

Litio (Li): 3 protones

Berilio (Be): 4 protones

Boro (B): 5 protones

Carbono (C): 6 protones

Nitrógeno (N): 7 protones

Oxígeno (O): 8 protones

Flúor (F): 9 protones: el primer elemento para el que el isótopo más estable tiene más de 1 neutrón por cada protón.

Neón (Ne): 10 protones

Cuando le das mucha energía a los átomos (puedes usar electricidad para hacer esto), brillan con muchos colores de luz, incluyendo rayos X. Al observar el color de los rayos X del átomo, puede calcular cuántos protones hay en él. La matemática que usas para hacer eso se llama “Ley de Moseley”.

número de protones = no de electrones en un átomo neutro … En otras palabras, igual al número atómico

El número de protones es el mismo que el número atómico. Por lo tanto, es el número más grande del elemento en la tabla periódica.