ما هو العدد الكتلي؟

العدد الكتلي

يُعبر العدد الكتلي (بالإنجليزية: Mass number) للعنصر الكيميائي عن مجموع عدد البروتونات وعدد النيوترونات في أنوية ذرات العنصر، حيث تتكون الذرات من بروتونات ونيوترونات تتواجد في نواة الذرة، ومن إلكترونات تدور حول النواة، ومن الجدير بالذكر، أن العدد الكتلي أكثر تأثراً بعدد النيوترونات، يعود ذلك إلى كون عدد البروتونات ثابتاً في جميع ذرات العنصر الواحد، ولا يتغير إلا بتغير نوع العنصر، ولهذا يطلق على عدد البروتونات العدد الذري للعنصر.^[١]

بالإضافة إلى ذلك، فإن عدد الإلكترونات غالباً ما يتبع عدد البروتونات في الذرة متعادلة الشحنة، يعود ذلك لامتلاك كل من البروتونات والإلكترونات شحنات متضادة؛ ولذلك يتساويان في العدد لموازنة هذه الشحنات، ولهذا فإن عدد النيوترونات هو ما يؤثر على العدد الكتلي عند إضافته إلى عدد البروتونات في أنوية ذرات العنصر.^[١]

العدد الكتلي والكتلة الذرية

تجدر الإشارة إلى أن العدد الكتلي يختلف اختلافاً بسيطاً عن الكتلة الذرية، حيث يعبر العدد الكتلي للعنصر عن مجموع عدد البروتونات والنيوترونات التي تتواجد في أنوية ذراته، أما الكتلة الذرية للعنصر، فهي مجموع كتلة الجسيمات إلى تتكون منها الذرة، وهي البروتونات والنيوترونات والإلكترونات، إلا أنه يتم إهمال كتلة الإلكترونات بسبب صغرها الشديد، ولذلك تصبح الكتلة الذرية مجموع كتلة البروتونات مع كتلة النيوترونات، والتي تتقارب مع العدد الكتلي للعنصر.^[٢]

بالإضافة إلى ذلك، فإن الكتلة الذرية قد تختلف لنفس العنصر باختلاف نظائره، حيث يمكن أن يختلف عدد النيوترونات من ذرة إلى أخرى لنفس العنصر، وفي هذه الحالة يطلق على الذرات مسمى النظائر (بالإنجليزية: Isotopes) والتي تمتلك أعداداً وكتلاً ذرية مختلفة.^[٣]

على سبيل المثال، يمتلك عنصر الكربون نظيرين مستقرين في الطبيعة، وكلاهما يمتلكان العدد الذري 6، إلا أنهما يختلفان في أعدادهما الكتلية، حيث يمتلك النظير C-12 ستة بروتونات في أنوية ذراته، كما أنه يحتوي على 6 نيوترونات أيضاً، ولذلك فإن عدده الكتلي يساوي 12، أما النظير C-13 فهو يمتلك ستة بروتونات أيضاً، إلا أنه يمتلك سبعة نيوترونات، ولذلك فإن عدده الكتلي يبلغ 13؛ ولهذا تختلف كتلتهما الذرية أيضاً.^[٣]

العدد الكتلي والعدد الذري

بينما يعبر العدد الكتلي عن مجموع عدد البروتونات والنيوترونات التي تتواجد في النواة، يعبر العدد الذري عن عدد البروتونات فقط، وهو يعتبر صفة محددة لطبيعة العنصر وهويته وخصائصه، بالإضافة إلى موقعه في الجدول الدوري أيضاً، حيث تمتلك ذرات العنصر الواحد العدد الذري نفسه تحديداً، كما أنه يستحيل أن يتغير عدد البروتونات المتواجدة في أنوية ذرات العنصر الواحد.^[٤]

ومن الجدير بالذكر، أنه يستحيل أن يختلف العدد الذري لنفس العنصر، حيث أن جميع ذراته تمتلك عدد البروتونات نفسه، إلا أن العدد الكتلي قد يختلف بين ذرات العنصر الواحد، يعود ذلك لإمكانية اختلاف عدد النيوترونات في الأنوية، ولذلك لا يعتبر العدد الكتلي خاصية محددة لهوية العنصر، وإنما يتم من خلاله تحددي نظائر العنصر ليس إلا.^[٤][٣]