Introducción a la química
Objetivo de aprendizaje
- Determinar la relación entre el número de masa de un átomo, su número atómico, su masa atómica y su número de partículas subatómicas
Puntos clave
- Los átomos neutrales de cada elemento contienen un número igual de protones y electrones.
- El número de protones determina la número atómico y se usa para distinguir un elemento de otro.
- El número de neutrones es variable, lo que resulta en isótopos, que son formas diferentes del mismo átomo que varían solo en el número de neutrones que poseen.
- Juntos, el número de protones y el número de neutrones determinan el número de masa de un elemento.
- Dado que los isótopos de un elemento tienen números de masa ligeramente diferentes, la masa atómica se calcula obteniendo la media de los números de masa de sus isótopos.
Términos
- masa atómica La masa promedio de un átomo, teniendo en cuenta todos sus isótopos naturales.
- número de masa La suma de la número de protones y el número de neutrones en un átomo.
- número atómico El número de protones en un átomo.
Número atómico
Átomos neutros de un elemento contienen un número igual de protones y electrones. El número de protones determina el número atómico de un elemento (Z) y distingue un elemento de otro. Por ejemplo, el número atómico del carbono (Z) es 6 porque tiene 6 protones. El número de neutrones puede variar para producir isótopos, que son átomos del mismo elemento que tienen diferentes números de neutrones. El número de electrones también puede ser diferente en átomos del mismo elemento, produciendo iones (átomos cargados). Por ejemplo, el hierro, Fe, puede existir en su estado neutro o en los estados iónicos +2 y +3.
Número de masa
El número de masa de un elemento (A) es el suma del número de protones y el número de neutrones. La pequeña contribución de masa de los electrones no se tiene en cuenta al calcular el número de masa. Esta aproximación de masa se puede usar para calcular fácilmente cuántos neutrones tiene un elemento simplemente restando el número de protones del número de masa. Tanto los protones como los neutrones pesan alrededor de una unidad de masa atómica o uma. Los isótopos del mismo elemento tendrán el mismo número atómico pero diferentes números de masa.
Los científicos determinan la masa atómica calculando la media de los números de masa de sus isótopos naturales. A menudo, el número resultante contiene un decimal. Por ejemplo, la masa atómica del cloro (Cl) es 35,45 amu porque el cloro se compone de varios isótopos, algunos (la mayoría) con una masa atómica de 35 amu (17 protones y 18 neutrones) y algunos con una masa atómica de 37 amu (17 protones y 20 neutrones).
Dado un número atómico (Z) y un número de masa (A), puede encontrar el número de protones, neutrones y electrones en un átomo neutro. Por ejemplo, un átomo de litio (Z = 3, A = 7 amu) contiene tres protones (encontrados a partir de Z), tres electrones (ya que el número de protones es igual al número de electrones en un átomo) y cuatro neutrones (7 – 3 = 4).