Protonové číslo (též atomové číslo, velikost kladného náboje, symbol Z) označuje počet protonů v jádru daného atomu nebo obecně v atomech daného prvku.[1][2] Protonové číslo je pro daný prvek unikátní. V neutrálním atomu označuje protonové číslo také počet elektronů.
Struktura atomu obecně. Zde atomové jádro (atom core) obsahuje dva protony a dva neutrony, elektronový obal obsahuje dva elektrony.
Protonové číslo určuje pozici chemického prvku v periodické tabulce prvků. V současné době je v tabulce 118 známých prvků, z nichž 94 se přirozeně vyskytuje na Zemi. Zbylé byly připraveny pouze uměle a zatím nebyl objeven žádný jejich stabilní izotop. Pro dosud neobjevený prvek se může používat systematický název prvku odvozený z latinského názvu protonového čísla (například unnilquadium pro prvek 104, nyní rutherfordium).
S protonovým číslem souvisejí tyto termíny:
Tři izotopy vodíku s protonovým číslem 1: * Protium obsahuje jeden proton a jeden elektron * Deuterium jeden proton, jeden neutron a jeden elektron * Tritium jeden proton, dva neutrony a jeden elektron Neutronové číslo (N) – je počet neutronů v jádře atomu. Neutronovým číslem se liší různé izotopy jednoho prvku.
Nukleonové číslo (A) – je celkový počet nukleonů (tedy protonů a neutronů) v atomovém jádře daného nuklidu. Platí rovnice A=Z+N. Nukleonové číslo se někdy nazývá hmotnostní číslo.
Nuklid – látka složena z neutrálních atomů stejného druhu, přičemž všechny atomy mají shodné protonové číslo i nukleonové číslo (tedy počet protonů a neutronů v jádře).
Izotop – nuklidy stejného prvku, které se liší počtem neutronů v jádře. Mají stejné protonové číslo, ale odlišné nukleonové číslo.X - prvek, A - nukleonové číslo, Z - protonové číslo.
Periodická tabulka byla tedy původně seřazena podle atomové hmotnosti prvků, některé prvky se tak dostaly na špatné místo (například jód a tellur měly prohozená místa). Dnes je známo, že některé lehčí prvky jsou až za těžšími, neboť obsahují neutrony. Proto roku 1913Henry Moseley opravil periodický zákon podle rostoucích atomových čísel. Objevil totiž závislost umístění prvku v periodické tabulce na jeho rentgenovémdifrakčním spektru.
Později se potvrdilo že atomové číslo závisí na elektrickém náboji jádra, tedy počtu kladně nabitých protonů. A právě tento náboj a elektromagnetické vlastnosti prvku (nikoli atomová hmotnost) jsou tím, co definuje prvek a určuje jeho chemické vlastnosti. Proto je v současnosti atomové číslo přesněji nazýváno protonové číslo.
Protonová čísla se pohybují od 1 (vodík) do 118 (oganesson, objeven v roce 2020). Každé z těchto čísel označuje nyní známý prvek. Detekce nových prvků s vyšším protonovým číslem je obtížná kvůli jejich rychlému rozpadu.
Pro prozatímní pojmenování hypotetických nebo dosud nepotvrzených prvků jsou přiřazeny systematické názvy prvků, což je přepis číslic protonového čísla slabikami z latinských a řeckých číslic. Příklady:
Z=111, Unununium (Uuu) – potvrzeno a nyní pojmenováno Roentgenium (Rg)
Z=123, Unbitrium (Ubt)
Protonové číslo Z=137 představuje přirozenou limitu, protože rychlost elektronu na nejvnitřnější oběžné dráze v atomu by podle Bohrova modelu atomu byla vyšší než je rychlost světla.
↑ČSN EN ISO 80000-10 Veličiny a jednotky - Část 10: Atomová a jaderná fyzika. Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2013
↑ČSN 01-1308 Veličiny a jednotky v atomové a jaderné fyzice. Vydavatelství Úřadu pro normalizaci a měření, 1986 (starší, ale s podrobnějšími definicemi)
Niels Henrik David Bohr (1885 - 1962), zkoumal strukturu atomů a jejich záření. Vytvořil Bohrův model atomu a získal Nobelovu cenu za fyziku v roce 1922.
Henry Gwyn Jeffreys Moseley (1887 - 1915), objevitel vztahu mezi rentgenovými spektry a protonovými čísly prvků (Moseleyův zákon).
Slovníkové heslo protonové číslo ve Wikislovníku