Física y química en 3 º de la ESO

Identificación del átomo

1. Número atómico y número másico

El número atómico de un átomo representa el número de protones que tiene dicho átomo.

Se representa mediante la letra “Z”. Se coloca como subíndice a la izquierda del símbolo del elemento correspondiente.

El número másico representa el número total de partículas del núcleo, es decir, el número de protones más el número de neutrones, y se representa mediante la letra “A”.

Se sitúa como superíndice a la izquierda del símbolo del elemento.

Representa, aproximadamente, la masa del átomo medida en uma (unidad de masa atómica), ya que la de los electrones es tan pequeña que puede despreciarse.

2. Isótopos

Los isótopos son átomos de un mismo elemento químico que tienen igual número atómico pero distinto número másico, es decir se diferencian en el número de neutrones. Por tanto, presentan el mismo número atómico (Z) y diferente número másico (A).

Los isótopos tienen masa diferente, ya que tienen distinto número de neutrones.

Para nombrarlos se indica su nombre seguido de su número másico.

Por ejemplo: sodio-23 (Na-23), hidrógeno-3 (H-3), carbono-14 (C-14).

3. Iones

Un ión es un átomo con carga eléctrica como consecuencia de haber ganado o perdido electrones.

Si el átomo pierde electrones se carga positivamente, y el ión que resulta se llama "catión", y adquirirá tanta carga positiva como electrones pierda.

Si por el contrario el átomo gana electrones, se cargará negativamente y el ión que se forma recibe el nombre de "anión", y adquirirá tanta carga negativa como electrones gane.

Se indica con un superíndice a la derecha, si es positivo es que ha perdido electrones y si es negativo es que los ha ganado.

En este caso vemos que el elemento Sodio (Na) ha ganado dos electrones, con lo cual el número total de electrones será 13 (recordemos que un átomo con carga neutra tendrá el mismo número de electrones que de protones).

4. Masa del átomo

Como el átomo es tan pequeño no resulta útil usar como unidad de masa ni el kilogramo, ni el gramo, etc. En química se usa la denominada “Unidad de masa atómica” (“u.m.a.” o “u”) para expresar la masa de un átomo, esta unidad se define como “la doceava parte de la masa de un átomo de carbono 12”.

1 u = 1,6606·10^-27Kg

Como consideración general de la masa del átomo se definen 2 reglas:

• La masa de un átomo de un elemento químico se obtiene de la media ponderal de las masas atómicas de los distintos isótopos de dicho elemento.
• La masa de una molécula se calcula sumando las masas de los átomos que la componen.

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IDENTIFICACION DE LOS ATOMOS

Los átomos se identifican por el número de protones que contiene su núcleo, ya que éste es fijo para los átomos de un mismo elemento. Por ejemplo: Todos los átomos de hidrógeno tienen 1 protón en su núcleo, todos los átomos de oxígeno tienen 8 protones en su núcleo, todos los átomos de hierro tienen 26 protones en su núcleo, ..., y esto permite clasificarlos en la tabla periódica por orden creciente de este número de protones.
Número atómico: Es el número de protones de un átomo. Se representa con la letra Z y se escribe como subíndice a la izquierda del símbolo del elemento: _ZX.
Ejemplos: ₁H, ₈O, ₂₆Fe.
Número másico: Es la suma del número de protones y del número de neutrones de un átomo. Se representa con la letra A y se escribe como superíndice a la izquierda del símbolo del elemento: ^AX.

Ejemplos: ¹H, ⁸O, ²⁶Fe. Según esto, el átomo quedó constituido así:

- Una zona central o NÚCLEO donde se encuentra la carga total positiva (la de los protones) y la mayor parte de la masa del átomo, aportada por los protones y los neutrones.

- Una zona externa o CORTEZA donde se hallan los electrones, que giran alrededor del núcleo.

Hay los mismos electrones en la corteza que protones en el núcleo, por lo que el conjunto del átomo es eléctricamente neutro.

  La masa de protones y electrones no coincidía con la masa total del átomo; por tanto, Rutherford supuso que tenía que haber otro tipo de partículas subatómicas en el núcleo de los átomos.

Estas partículas fueron descubiertas en 1933 por J. Chadwick. Al no tener carga eléctrica recibieron el nombre deneutrones.

Los neutrones son partículas sin carga y de masa algo mayor que la masa de un protón.

De esta manera se pueden identificar el número y tipo de partículas de un átomo:
³₁H -----> Este átomo tiene Z = 1 y A = 3. Por tanto, tiene 1 protón, 3 - 1 = 2 neutrones y, como es neutro, tiene 1 electrón.
Si tenemos un ion habrá que sumar o restar electrones a los que tendría si el átomo fuese neutro.
- Si es un catión habrá perdido electrones y hay que restar el número que aparezca con la carga positiva:
²⁵₁₂Mg⁺² -----> Este átomo tiene Z = 12 y A = 25. Por tanto, tiene 12 protones, 25 - 12 = 13 neutrones y, al ser positivo, tendrá 2 electrones menos de los que tendría neutro: 12 - 2 = 10 electrones.
- Si es un anión habrá ganado electrones y hay que sumar el número que aparezca con la carga negativa:
¹⁹₉F^-1 -----> Este átomo tiene Z = 9 y A = 19. Por tanto, tiene 9 protones, 19 - 9 = 10 neutrones y, al ser negativo, tendrá 1 electrón más de los que tendría si fuese neutro: 9 + 1 = 10 electrones.
Aquí puedes introducir Z, A y la carga (con su signo) para un átomo determinado y obtendrás el número de partículas que tiene:
Isótopos
A comienzos del siglo XX se descubrió que no todos los átomos de un mismo elemento tenían la misma masa. Es decir, el número de neutrones puede variar para átomos del mismo elemento.
Los isótopos son átomos de un mismo elemento que tienen igual número atómico, pero distintos números másicos. Es decir, tienen el mismo número de protones pero distinto número de neutrones.
Ejemplo: El elemento hidrógeno, cuyo número atómico es 1 (es decir, que posee un protón en el núcleo), tiene 3 isótopos en cuyos núcleos existen 0, 1 y 2 neutrones, respectivamente.

http://elatomofray.galeon.com/identatomos.htm

EL NÚMERO ATÓMICO Y EL NÚMERO MÁSICO
La identidad de un átomo y sus propiedades vienen dadas por el número de partículas que contiene. Lo que distingue a unos elementos químicos de otros es el número de protones que tienen sus átomos en el núcleo. Este número se llama Número atómico y se representa con la letra Z. Se coloca como subíndice a la izquierda del símbolo del elemento correspondiente. Por ejemplo, todos los átomos del elemento Hidrógeno tienen 1 protón y su Z = 1, los de helio tienen 2 protones y Z =2, los de litio, 3 protones y Z = 3,… Si el átomo es neutro, el número de electrones coincide con el de protones y nos lo da Z.		El Número másico nos indica el número total de partículas que hay en el núcleo, es decir, la suma de protones y neutrones. Se representa con la letra A y se sitúa como superíndice a la izquierda del símbolo del elemento. Representa la masa del átomo medida en uma, ya que la de los electrones es tan pequeña que puede despreciarse. En el ejemplo, tendríamos un átomo del elemento neón, con 10 protones en su núcleo y 10 electrones en su corteza (es neutro). Tendría también: 22-10 = 12 neutrones.