Atoomgewicht / atoomnummer
Ook: Protonengetal, relatieve atoommassa, massagetal, kernlading
Het atoomnummer geeft het aantal protonen van een element in het periodiek systeem aan; het atoomgewicht (relatieve atoommassa) beschrijft de gemiddelde massa van zijn atomen in atomaire massa-eenheden.
Atoomnummer en atoomgewicht (ook wel: relatieve atoommassa) zijn twee fundamentele kentallen van elk chemisch element. Het atoomnummer – ook kernlading of protonengetal – legt de eenduidige plaats van een element in het periodiek systeem vast en bepaalt zijn chemisch gedrag volledig. Het atoomgewicht geeft de gemiddelde massa van een atoom in atomaire massa-eenheden (u, vroeger "amu") aan, gemiddeld over de van nature voorkomende isotopen van een element.
Betekenis voor edelmetalen
Elk edelmetaal is door zijn atoomnummer onmiskenbaar gedefinieerd. Goud (Au) draagt het atoomnummer 79 – zijn kern bevat 79 protonen – en heeft een relatieve atoommassa van 196,967 u. Deze hoge massa is mede verantwoordelijk voor de uitzonderlijke dichtheid van goud (19,32 g/cm³), die bij de dichtheidsbepaling volgens Archimedes voor echtheidscontrole wordt gebruikt.
De platinagroepmetalen – platina (Pt, Z = 78), palladium (Pd, Z = 46), rhodium (Rh, Z = 45), iridium (Ir, Z = 77), osmium (Os, Z = 76) en ruthenium (Ru, Z = 44) – staan in het periodiek systeem dicht bij elkaar en delen daardoor vergelijkbare fysisch-chemische eigenschappen zoals hoge corrosiebestendigheid en katalytische activiteit.
Atoomgewicht en fijngewicht – geen direct verband
Het atoomgewicht beïnvloedt de dichtheid en daarmee indirect het fijngewicht van een baar of munt, maar is er niet gelijk aan. Het fijngewicht beschrijft het zuivere metaalaandeel van een object, onafhankelijk van de atomaire massa. Bij de smeltwaardecalculator speelt het atoomgewicht impliciet mee via de dichtheid, wanneer volumemetingen worden gebruikt voor gewichtsschatting.
Formule: relatieve atoommassa (u) = Σ (isotoopmassa × natuurlijke abundantie)
Voorbeeld goud: 196,967 u (slechts 1 stabiel isotoop: ¹⁹⁷Au, abundantie 100%)
Atoomnummer als echtheidskenmerk
Analytische methoden zoals de röntgenfluorescentieanalyse (RFA) identificeren elementen nauwkeurig aan de hand van hun karakteristieke röntgenstraling, die direct uit het atoomnummer (elektronenconfiguratie) voortkomt. Een wolfraamkern (Z = 74, dichtheid 19,25 g/cm³) kan goud (Z = 79, dichtheid 19,32 g/cm³) in de dichtheid bedrieglijk nabootsen – RFA en ultrasone controle onderscheiden beide betrouwbaar, omdat de karakteristieke röntgenlijnen direct aan het atoomnummer zijn gebonden en niet te vervalsen zijn.
Kort samengevat
Het atoomnummer is de atomaire identiteit van een element – onveranderlijk en vervalsingsveilig. Het atoomgewicht verklaart waarom even grote baren van goud, platina of zilver verschillend zwaar zijn, en vormt de fysische grondslag van moderne echtheidscontrolemethoden.