Protonszahlen

Die Protonenzahl, oft mit dem Symbol Z bezeichnet, ist die Anzahl der Protonen im Atomkern eines Atoms. Sie bestimmt nicht nur die Eigenschaft des Elements, sondern auch seine Stellung im Periodensystem. Für neutral geladene Atome entspricht die Protonenzahl der Anzahl der Elektronen.

Die Protonenzahl ist eindeutig identifizierend: jedes Element besitzt eine feste Z, während die Neutronenzahl N und die Massenzahl A (= Z + N) variieren können. Isotope eines Elements haben dieselbe Protonenzahl, aber verschiedene Neutronenzahlen. Die Veränderung der Neutronenzahl beeinflusst zwar die Kernstabilität, nicht jedoch die chemischen Eigenschaften des Elements, die von der Elektronenkonfiguration abhängen.

Im Periodensystem ordnet sich Z auf aufsteigendem Maßstab. Die chemischen Eigenschaften eines Elements ergeben sich aus seiner Elektronenstruktur, die durch Z bestimmt wird. Die Elemente reichen derzeit von Wasserstoff mit Z = 1 bis Oganesson mit Z = 118; für höhere Werte existieren bislang keine stabilen oder bestätigten Naturexemplare.

Protonenzahl kann sich durch Kernprozesse ändern: Beta-Zerfälle erhöhen bzw. verringern Z um eins, während andere Reaktionen wie Alpha-Zerfall Z um zwei verringern. Diese Änderungen führen zu einer Umwandlung in ein anderes Element bzw. Isotop.

Die Protonenzahl ist grundlegend in der Chemie und Kernphysik: Sie identifiziert das Element, beeinflusst chemische Eigenschaften, und bildet die Grundlage für Biografien der Reaktivität, Stabilität und Reaktionswege von Atomkernen.