Perché tutti gli atomi di un elemento hanno lo stesso numero atomico?

Per stato fondamentale (gratuitamente) atomi, devi ricordare i seguenti fatti:

1.) Il numero atomico è uguale al numero di protoni.
2.) Il numero di elettroni è uguale al numero di protoni.
3.) Il massa atomica è la somma del numero di protoni e neutroni.

Per gli ioni (che può avere una carica positiva o negativa), viene modificato solo il numero di elettroni. Se lo ione è negativo significa che un elettrone è stato aggiunto alla configurazione. Se lo ione è positivo, significa che un elettrone viene rimosso dalla configurazione.

Per esempio,

#Na# (numero atomico = 11): #1s^2# #2s^2# #2p^6# #color (red) (3s^1)# (stato fondamentale)

#Na^"+1"#(numero atomico = 11): #1s^2# #2s^2# #color (blue) (2p^6)# (perso 1 #e^-#)

#Cl# (numero atomico = 17): #1s^2# #2s^2# #2p^6# #3s^2# #color (red) (3p^5)# (stato fondamentale)

#Cl^"-1"# (numero atomico = 17): #1s^2# #2s^2# #2p^6# #3s^2# #color (red) (3p^6)# (guadagna 1 #e^-#)

Per qualificarti per il isotopi (elementi con masse diverse, senza addebito), è stato modificato solo il numero di neutroni. Esempi sono Carbon-12, Carbon-13 e Carbon-14.

Carbon-12: 6 protoni + #color (green) ("6 neutrons")#
Carbon-13: 6 protoni + #color (magenta) ("7 neutrons")#
Carbon-14: 6 protoni + #color (orange) ("8 neutrons")#

Poiché nessuna di queste situazioni modifica il numero di protoni, il numero atomico rimane lo stesso indipendentemente.