Los Átomos e Isótopos

La unidad fundamental de un elemento es el átomo.  Un átomo es la partícula más pequeña de un elemento que posee las características de ese elemento.  A su vez, los átomos están compuestos por las siguientes tres partes:

 

Electrones:  son partículas de carga negativa y muy poca masa ubicadas en una ´´nube´´ alrededor del núcleo del átomo.  Los electrones son las partículas involucradas en los enlaces y las reacciones químicas.  Un átomo neutro (sin carga eléctrica) tiene el mismo número de electrones que protones.  Sin embargo, cuando un átomo pierde electrones, adquiere una carga positiva  ( tendrá mas protones que electrones).  En cambio, si un átomo gana electrones, su carga es  negativa, pues tendrá mas electrones que protones.

 

Protones:  son las partículas que confieren la identidad a un elemento.  Todos los átomos de un mismo elemento poseen el mismo número de protones.  Estas partículas poseen carga positiva y están ubicadas en el núcleo de un átomo.  Los protones contribuyen a la masa atómica, junto con los neutrones. Al número de protones se le denomina número atómico y se representa con la letra Z.  Como se mencionó anteriormente, en un átomo neutro,  el número atómico o número de protones es igual al número de electrones en el átomo.

 

Número Atómico (Z)

Z = # de protones

(= # de electrones en átomo neutro)  


Hoy en día se ha determinado que las propiedades de los elementos varían de manera periódica conforme asciende su número de protones (número atómico).

 

Neutrones:  son partículas neutras (sin carga eléctrica) ubicadas en el núcleo de un átomo.  Al igual que los protones, los neutrones contribuyen a la masa atómica.  

 

La masa de un átomo determinado depende del número de protones y de neutrones que se encuentren en su núcleo.  A la suma de estos, protones y neutrones, se le denomina número másico y se representa con la letra A.

Número Másico (A)

A = # de protones + # de neutrones  


Es posible que átomos de un mismo elemento difieran en número de neutrones en su núcleo; es decir, que tengan diferentes números másicos.  A estos núclidos se les denomina isótopos.  Todos los isótopos de un elemento poseen las mismas propiedades químicas, puesto que poseen el mismo número de protones (número atómico) y electrones en sus átomos.  La única diferencia entre isótopos de un elemento es el número de neutrones en el núcleo de sus átomos, y por lo tanto, su número másico varía.  Por ejemplo, existen átomos comunes de carbono con 6 neutrones y átomos radioactivos de carbono con 8 neutrones.  Debido a que ambos son átomos de carbono, ambos  poseen 6 protones y 6 electrones en su forma neutra.  Sin embargo, el número másico del átomo con 6 neutrones es 12 y el número másico del átomo con 8 neutrones es 14.  Existen entonces, átomos de carbono-12 (número másico 12) y átomos de carbono-14.  El carbono-12 y el carbono-14 son isótopos del elemento carbono. 

 

Isótopos: átomos de un mismo elemento que poseen diferente número másico, puesto que tienen diferente número de neutrones en sus núcleos.  

 

Para determinar el número de neutrones en un átomo en particular, sencillamente se resta el número de protones al número másico. 

   

# Neutrones = # másico - # protones

# neutrones =  A - Z

   

Ya que un átomo de un elemento puede variar en número másico, como es el caso de los isótopos, se hace necesario representar los diferentes átomos de un elemento de alguna forma que indique su diferencia.  Por convención, se puede representar un átomo de cualquier elemento colocando el símbolo del elemento al centro con su número másico al lado superior y su número atómico al lado inferior.  (En idioma Inglés, A y Z, los números másicos y atómicos, se colocan a la izquierda del símbolo.  Sin embargo, en Español, A y Z se colocan a la derecha del símbolo.)  En el siguiente esquema, X  es el símbolo del elemento.

 

   A - Número másico (protones + neutrones)
X
  
Z - Número atómico ( # protones)


Ejemplo:

Un átomo de cloro tiene 20 neutrones en su núcleo.  Represente este núclido.  ¿Cuántos protones y electrones posee su átomo neutro?

 

Solución­:

El número atómico (Z) del cloro es 17, puesto que identifica al elemento.  El número másico (A) es Z + el número de neutrones (17 + 20 = 37).  El símbolo del cloro es Cl.  Entonces, este núclido se representa así:

  

El átomo neutro posee 17 protones (dado por el número másico) y 17 electrones.

 

 

Ejemplo:                                                                                    

Un isótopo de un elemento es representado de la siguiente manera

Determine el número de protones, electrones

neutrones, número másico,  número  atómico y la identidad del elemento.

 

 

Solución:

El símbolo y el número atómico señalan que se trata del elemento flúor .  Por la carga eléctrica indicada en el lado derecho superior, la partícula en cuestión es el ION flúor.  El número atómico y número de protones es 9, como se puede ver al lado inferior. El número másico es 19, como se ve al lado superior. El número de neutrones puede calcularse restando A-Z (19 – 9 ) y es 10.  El número de electrones es 10, puesto que la partícula tiene carga negativa, indicando que tiene un electrón mas que el átomo neutro.

 

Preguntas:

 

1.  La letra A representa el número másico.  El número másico es:

  1. el número de protones
  2. el número de electrones
  3. el número de neutrones
  4. el número de protones y neutrones
  5. el número de protones y electrones

2.  Identifica al elemento

  1. el número de protones
  2. el número de electrones
  3. el número de neutrones
  4. el número de protones y neutrones
  5. el número de protones y electrones

3.  ¿Cuál de los siguientes representa un isótopo de sodio?

 

  

a)

 

       

b)

 

 

           

c)

 

        

c)

 

 

4. Cuantos neutrones hay en

?

5.  ¿Cuáles de los siguientes son isótopos?

1.      A = 29, Z = 63

2.      A = 63, Z = 29

3.      A = 65, Z = 29

  1.    A = 63, Z = 33
  2.    A = 33, Z = 65

 

a.  1 y 2           b.  2 y 3           c.  2 y 4           d.  4 y 5           e.  1 y 5