Atomipaino / järjestysluku
Myös: protoniluku, suhteellinen atomimassa, massaluku, ydinvarausluku
Järjestysluku ilmaisee alkuaineen protonien määrän jaksollisessa järjestelmässä, atomipaino (suhteellinen atomimassa) kuvaa sen atomien keskimääräistä massaa atomimassayksiköissä.
Järjestysluku ja atomipaino (myös: suhteellinen atomimassa) ovat jokaisen kemiallisen alkuaineen kaksi perustunnuslukua. Järjestysluku – myös ydinvarausluku tai protoniluku – määrittää alkuaineen yksiselitteisen paikan jaksollisessa järjestelmässä ja määrää sen kemiallisen käyttäytymisen kokonaan. Atomipaino ilmaisee atomin keskimääräisen massan atomimassayksiköissä (u, aiemmin ”amu”), keskiarvoistettuna alkuaineen luonnossa esiintyvien isotooppien yli.
Merkitys jalometalleille
Jokainen jalometalli on määritelty järjestyslukunsa kautta erehtymättömästi. Kullalla (Au) on järjestysluku 79 – sen ytimessä on 79 protonia – ja suhteellinen atomimassa 196,967 u. Tämä korkea massa on osaltaan vastuussa kullan poikkeuksellisesta tiheydestä (19,32 g/cm³), jota käytetään tiheyden määrityksessä Arkhimedeen menetelmällä aitouden tarkistukseen.
Platinaryhmän metallit – platina (Pt, Z = 78), palladium (Pd, Z = 46), rodium (Rh, Z = 45), iridium (Ir, Z = 77), osmium (Os, Z = 76) ja rutenium (Ru, Z = 44) – ovat jaksollisessa järjestelmässä lähellä toisiaan ja jakavat siksi samankaltaiset fysikaalis-kemialliset ominaisuudet, kuten korkean korroosionkestävyyden ja katalyyttisen aktiivisuuden.
Atomipaino ja puhdaspaino – ei suoraa yhteyttä
Atomipaino vaikuttaa tiheyteen ja siten epäsuorasti harkon tai kolikon puhdaspainoon, mutta ei ole sama asia. Puhdaspaino kuvaa esineen puhtaan metallin osuutta, riippumatta atomimassasta. Sulatusarvolaskurissa atomipaino vaikuttaa epäsuorasti tiheyden kautta, kun tilavuusmittauksia käytetään painon arviointiin.
Kaava: suhteellinen atomimassa (u) = Σ (isotoopin massa × luonnollinen esiintyvyys)
Esimerkki kulta: 196,967 u (vain 1 stabiili isotooppi: ¹⁹⁷Au, esiintyvyys 100 %)
Järjestysluku aitousmerkkinä
Analyyttiset menetelmät kuten röntgenfluoresenssianalyysi (XRF) tunnistavat alkuaineet tarkasti niiden ominaisen röntgensäteilyn kautta, joka johtuu suoraan järjestysluvusta (elektronikonfiguraatiosta). Volframiydin (Z = 74, tiheys 19,25 g/cm³) voi jäljitellä kullan (Z = 79, tiheys 19,32 g/cm³) tiheyttä petollisen tarkasti – XRF ja ultraäänitesti erottavat molemmat varmasti, koska ominaiset röntgenviivat ovat suoraan sidoksissa järjestyslukuun eikä niitä voi väärentää.
Lyhyesti
Järjestysluku on alkuaineen atomaarinen identiteetti – muuttumaton ja väärentämätön. Atomipaino selittää, miksi samankokoiset harkot kullasta, platinasta tai hopeasta painavat eri verran, ja muodostaa modernien aitouden tarkistusmenetelmien fysikaalisen perustan.