Numéro atomique

Le numéro atomique (Z) est le terme employé en chimie et en physique pour représenter le nombre de protons du noyau d'un atome. Un atome peut être schématisé en première approche par une agglomération compacte (noyau atomique) de protons (p⁺) et de neutrons (n), autour de laquelle circulent des électrons (e^-). Les protons étant les seules particules électriquement chargées du noyau, le numéro atomique indique le nombre de charges du noyau. Dans un atome de charge électrique neutre, le nombre d'électrons est lui aussi égal au numéro atomique (Z protons de charge +e, plus Z électrons de charge -e ⇒ charge totale = 0 coulomb).

À l'origine, ce numéro déterminait la position d'un élément chimique dans le tableau périodique. Quand Dimitri Mendeleïev ordonna les corps chimiques connus en fonction de leurs propriétés, il s'aperçut que le classement dans l'ordre strict de masse atomique pouvait conduire à des situations illogiques : par exemple, l'iode et le tellure doivent être inversés par rapport à leur masse atomique. Ce classement selon les propriétés chimiques détermine le numéro atomique et transmissible tout de suite, approximativement proportionnel à la masse de l'atome, mais comme le prouvent les quelques inversions relevées, représentatif d'autres propriétés que la masse.

Relation à la masse et la charge

Ces anomalies entre les classements par numéro atomique et par masse atomique ont été finalement expliquées par les travaux d'Henry Moseley en 1913, qui mit en évidence une corrélation stricte entre le spectre de diffraction des rayons X des éléments et leur emplacement dans le tableau périodique. Il a été montré par la suite que le numéro atomique correspond à la charge électrique du noyau (c’est-à-dire au nombre de protons). C'est bien la charge qui détermine les propriétés d'un élément, et non sa masse.

Le numéro atomique est corrélé au nombre de masse (même s'ils ne doivent pas être confondus, de même que le nombre de masse ne doit pas être confondu avec la masse atomique), puisque le nombre de masse correspond à la somme du nombre de protons et du nombre de neutrons dans le noyau d'un atome. Le nombre de masse est fréquemment mentionné après le nom de l'élément : on parle par exemple de « carbone 14 » (utilisé par exemple pour dater des objets d'origine organique en archéologie) pour faire la distinction avec le carbone « 12 » (son isotope le plus courant dans la nature).