Número atómico, masa atómica e isótopos

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1 Número atómico, masa atómica e isótopos Por: Cristina Andrade Guevara Las denominadas «partículas subatómicas» son todas aquellas partículas que conforman un átomo. Como recordarás estas son: Partícula Masa Carga Electrón *10-28 Negativa Protón *10-24 Positiva Neutrón *10-24 Neutra o nula Tabla 1. Masa y carga de las partículas subatómicas (Ortiz y García, 2006). Todos y cada uno de los átomos existentes, se distinguen unos de otros, ya que tienen diferentes cantidades de dichas partículas. Estas nos ayudarán a calcular y conocer algunas propiedades de los elementos y los compuestos. Número atómico El número atómico es el número de protones que se encuentran en el núcleo del átomo de un elemento. Este número se representa por la letra Z. Si la materia está formada por átomos y éstos son neutros, debes considerar que la materia es neutra. Y que la misma cantidad de protones (+) que tenga un átomo, debe ser igual a la cantidad de electrones (-). Por lo que el número atómico también nos indica la cantidad de electrones presentes en un átomo. La identidad de un átomo estará determinada por el número atómico. UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o 1

2 Por ejemplo Sabemos que el número atómico del sodio es 11. Esto quiere decir, que la cantidad de protones que tiene el sodio es de 11. De igual forma la cantidad de electrones es 11. Por lo que siempre que te veas un átomo de 11 protones, sabrás que se trata únicamente de ese elemento. Puedes encontrar el número atómico de cada uno de los elementos químicos en tu tabla periódica. Masa atómica La masa atómica de un átomo, se calcula sumando la cantidad de protones y de neutrones (ambos se encuentran en el núcleo). Está representado por A. Las unidades de la masa atómica son la unidad de masa atómica (uma). Para evitar confusiones te informo que existen varias versiones de la tabla periódica en la que se reporta peso en lugar de masa atómica y aunque el valor es el mismo el término es inadecuado, debido a que las propiedades (físicas) de la masa y el peso son diferentes. Ahora vamos a realizar algunos ejercicios de masa atómica. Masa atómica = Número de protones + número de neutrones. O lo que es lo mismo: Masa atómica = Número atómico + número de neutrones. UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o 2

3 Ejemplos 1. Calcular la masa atómica del cloro (Cl) si su número atómico es 17 y el número de neutrones es de 18. Masa atómica = Número atómico + número de neutrones Resultado La masa atómica del cloro (Cl) es 35 uma. A = Z + n A = A = 35 uma NOTA: En este tipo de problemas se te deben dar los dos datos, pues en la tabla periódica no viene la cantidad de neutrones que tiene un elemento. 2. Calcula la masa atómica del magnesio (Mg) si su número atómico es 12 y su número de neutrones es 12. Masa atómica = Número atómico+ número de neutrones Resultado La masa atómica del magnesio (Mg) es de 24 uma. A = Z + n A = A = 24 uma Para conocer con mayor exactitud el valor de la masa atómica de cualquier elemento químico, puedes consultarlo en tu tabla periódica. UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o 3

4 Isótopos Ahora que sabes que las partículas subatómicas que forman un átomo son protones, neutrones y electrones y que sabes cómo obtener el número atómico y la masa atómica de los elementos químicos. Se revisarán ahora algunos elementos que son muy semejantes a los que se encuentran en la tabla periódica, salvo por el hecho de que existen diferencias importantes en su núcleo y se estudian de manera particular. Dichos elementos se conocen como isótopos. Cuando un mismo elemento químico puede presentar diferentes cantidades de neutrones, entonces se dice que ese elemento tiene isótopos. Los isótopos tienen el mismo número atómico pero diferente masa atómica. Hay algunos elementos que son inestables, ya que los neutrones pueden descomponerse. Esto sucede en un protón que se queda en el núcleo y en una partícula beta que es expulsada del núcleo y que es equivalente en carga y masa al electrón. Tomemos como ejemplo al Vanadio (V). El vanadio tiene una masa atómica de 50.9 (que podemos redondear a 51). Su número atómico es de 23 lo cual indica que la cantidad de protones es 23 así como la cantidad de electrones también es de 23. Si queremos obtener la cantidad de neutrones existentes, a la masa atómica le restamos la cantidad de protones y obtendremos dicha cantidad n = por lo que n = 28. El vanadio tiene 28 neutrones. Para calcular el número de neutrones que tiene un elemento químico, la fórmula a utilizar es: No. Neutrones = Masa atómica Número atómico n = A - Z Continuando con el ejemplo, se tiene que la masa atómica de uno de sus isótopos es 50. Para este isótopo, la cantidad de protones y electrones no cambia, sigue siendo la misma, es decir, 23. Dado lo anterior, tenemos que ver ahora cuál es la cantidad de neutrones que tiene este isótopo. Realizamos el cálculo y se tiene: n = n = 27 UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o 4

5 Por lo que se puede observar que el número de neutrones es de 27 para el isótopo del vanadio con masa atómica de 50. Elemento Masa atómica Número atómico Cantidad de neutrones Representación Vanadio V Vanadio V En química, los isótopos se denominan con el nombre del elemento correspondiente seguido de su masa atómica separado por un guión. Ejemplo: carbono-14, hidrógeno-3. Aunque también hay algunos que tienen nombres específicos, como los del hidrógeno: hidrógeno-2 se llama deuterio. También se identifican al escribir el símbolo del elemento colocando en la parte izquierda la masa atómica como un superíndice. Ejemplos: 12 C, 14 C, 2 H, etc. Estos isótopos tienen una gran aplicación y usos como en la medicina, agricultura, radioterapia, antropología, arqueología, etc. Algunos elementos que tienen isótopos son: uranio, radio, yodo, cobalto, tecnecio, talio, galio, xenón, entre otros. Aunque un elemento químico tenga isótopos, es importante que consideres que esos isótopos tienen igual comportamiento químico, ya que éste está relacionado con la cantidad de electrones. Referencias Ortiz, I. y García, F. (2006). Química I. México: Santillana UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o 5