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Número atómico

{
}

 

Número atómico, número de masa y masa atómica (I).

 

En ésta y en las siguientes actividades aprenderás a distinguir los elementos de la naturaleza, según su estructura atómica.

Marca como verdadera ( V ) o falsa ( F ) cada una de las siguientes afirmaciones:

Todos los elementos están formados por átomos                                            (     )

Todos los átomos están formados por electrones y un núcleo                   (     )

Todos los núcleos contienen protones y neutrones                                        (     )

Cada átomo posee el mismo número de protones que de electrones       (     )

Cada átomo posee el mismo número de protones que de neutrones       (     )

Todos los átomos son iguales                                                                                    (     )

 

¿Qué es lo que diferencia entonces los átomos de diferentes elementos? Cada elemento tiene una cantidad diferente de protones en su núcleo. Por ejemplo, el calcio (Ca) tiene 20 protones en su núcleo; el oro (Au) tiene 79 protones.

Al número de protones que contiene un elemento en su átomo se le conoce como su número atómico.

 

Es decir, el número atómico del calcio es 20 y el número atómico del oro es ____________.

Como en cualquier átomo, el número de protones debe ser igual al número de electrones, este "número atómico" representa también el número de electrones del átomo.

La tabla de la siguiente página ofrece una lista de algunos de los elementos con su símbolo y número atómico correspondientes (después explicaremos porqué están repetidos algunos). Con esta información, llena la tabla siguiente:

Símbolo:

Elemento:

Número de protones:

Número de electrones:

 

Litio

 

 

 

 

82

82

Ag

 

 

 

 

Sodio

 

 

 

 

26

 

 

 

 

6

 

Un científico medio loco dice que ha descubierto un tipo de átomos de oxígeno con 9 protones en su núcleo. ¿Qué le contestarías? ____________________________________ ¿A qué elemento pertenecen realmente estos átomos? ______________________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Símbolo:

Elemento:

Número atómico:

Número de masa:

H

Hidrógeno

1

1

H

Hidrógeno

1

2

H

Hidrógeno

1

3

He

Helio

2

3

He

Helio

2

4

Li

Litio

3

6

C

Carbono

6

12

C

Carbono

6

13

N

Nitrógeno

7

14

O

Oxígeno

8

16

O

Oxígeno

8

17

O

Oxígeno

8

18

F

Flúor

9

19

Na

Sodio

11

23

Na

Sodio

11

24

Mg

Magnesio

12

24

Mg

Magnesio

12

26

Al

Aluminio

13

27

Si

Silicio

14

28

Si

Silicio

14

29

P

Fósforo

15

31

S

Azufre

16

32

Cl

Cloro

17

35

Cl

Cloro

17

37

Ca

Calcio

20

40

Ca

Calcio

20

42

Ca

Calcio

20

43

Ca

Calcio

20

44

Ca

Calcio

20

46

Ca

Calcio

20

48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Símbolo:

Elemento:

Número atómico:

Número de masa:

Fe

Hierro

26

55

Fe

Hierro

26

56

Fe

Hierro

26

60

Co

Cobalto

27

58

Co

Cobalto

27

59

Co

Cobalto

27

60

Cu

Cobre

29

63

Cu

Cobre

29

65

Br

Bromo

35

79

Br

Bromo

35

80

Ag

Plata

47

107

Ag

Plata

47

109

Ba

Bario

56

131

W

Tungsteno

74

184

Au

Oro

79

188

Au

Oro

79

198

Pb

Plomo

82

206

Pb

Plomo

82

210

Pb

Plomo

82

214

Po

Polonio

84

210

Po

Polonio

84

218

Rn

Radón

86

222

Ra

Radio

88

226

Th

Torio

90

230

Th

Torio

90

234

U

Uranio

92

234

U

Uranio

92

235

U

Uranio

92

238

 

Dentro del núcleo de los átomos, además de los protones, se encuentran los neutrones. Estas dos partículas tienen casi la misma masa. Sin embargo, la masa de un electrón es mucho menor (se necesitan aproximadamente 1835 electrones para igualar el peso de un protón o de un neutrón). Debido a esto, la masa total de un átomo está concentrada en su núcleo.

Al número de protones + el número de neutrones que contiene un átomo en su núcleo se le conoce como su número de masa.

 

Este "número de masa" da una idea de que tan pesado o masivo es el átomo. Por ejemplo, un átomo de helio con número de masa 4  (2 protones y 2 neutrones) es mucho más ligero que un átomo de plomo con número de masa 210  (82 protones y 128 neutrones).

¿Cómo podemos calcular el número de neutrones de un átomo conociendo su número de masa? Por ejemplo, para el átomo de plomo con número de masa 210, sabemos que:

Número de protones + número de neutrones  =  210

Como el plomo tiene un número atómico de 82 (ve la tabla de la hoja anterior) sabemos también que:

Número de protones  =  82

La diferencia  210 - 82 = 128  nos dará el número de neutrones.

¿Cuántos neutrones tiene un átomo de cobre (número atómico = 29) con un número de masa de 65? ______________________________________________________________

Si observas la tabla de la págna anterior notarás que un elemento puede tener varios "números de masa". Por ejemplo, el cobre (número atómico = 29) puede tener también un número de masa de 63. Esto correspondería a un átomo con  63 - 29 = 34  neutrones. Así, los átomos de cobre pueden ser de 2 tipos (como gemelos): unos con 36 neutrones y otros con 34 neutrones (todos deben tener 29 protones y 29 electrones).

A los átomos de un elemento con diferente número de neutrones, se les llama los isótopos de este elemento.

 

Según el párrafo anterior, podemos observar que existen dos isótopos del cobre.

Calcula el número de neutrones para los tres isótopos del hidrógeno y los tres isótopos del oxígeno dados en la tabla siguiente:

Símbolo:

Elemento:

Número atómico:

Número         de masa:

Número de neutrones

H

Hidrógeno

1

1

 

H

Hidrógeno

1

2

 

H

Hidrógeno

1

3

 

O

Oxígeno

8

16

 

O

Oxígeno

8

17

 

O

Oxígeno

8

18

 

Con la información de la tabla (segunda página), la cual contiene la lista de algunos elementos con algunos de sus isótopos, completa la tabla siguiente:

Símbolo:

Elemento:

Número atómico:

Número       de masa:

Número de protones:

Número de electrones

Número de neutrones:

 

 

20

40

 

 

 

 

 

 

48

20

 

 

 

 

 

60

 

 

33

 

 

15

 

 

 

16

Na

 

 

24

 

 

 

 

 

 

238

 

 

146

 

El número de masa de un átomo es de 24.

¿Podrías decir de que elemento se trata? _________________________________________

¿Cuáles serían los elementos posibles?  ____________________   ____________________

 

¿El número de protones de un átomo igual al su número de neutrones? ________________

¿Son estos dos números más o menos iguales? Contesta esta pregunta para dos tamaños de átomos:

            Para elementos ligeros _______________________________________________

            Para elementos pesados _______________________________________________

 

 

Número atómico, número de masa y masa atómica (II).

 

En la actividad anterior aparece la definición del número de masa de un átomo (el número de protones + el número de neutrones en su núcleo). Nuestro objetivo ahora es asignar a cada elemento su masa atómica total. Esto presenta dos dificultades:

  • 1. La masa en gramos de protones, neutrones y electrones es extremadamente pequeña, por lo cual no sería práctico usar esta unidad (la masa de un protón o de un neutrón es aproximadamente 1.66 ´ 10-24 gramos y la de un electrón es de 9.11 ´ 10-28 gramos).
  • 2. La mayor parte de los elementos de la naturaleza son mezclas de varios tipos de átomos "gemelos" llamados isótopos, los cuales tienen la misma cantidad de ___________________ pero diferente cantidad de _____________________.

Para resolver la primera dificultad, pensemos en una unidad más apropiada. Para hacer esto, pasemos primero a la situación similar pero opuesta.

 

Los planetas del sistema solar tienen masas muy grandes (por ejemplo, la masa del planeta Tierra es aproximadamente  6.6 ´ 1024 kg). Tampoco en este caso, el kilogramo resulta una unidad apropiada para las masas del sistema planetario.

Una solución posible es usar la masa de la Tierra como la unidad de masa planetaria (ump). Es decir, la masa de la Tierra tiene un valor de 1 en estas unidades. La tabla siguiente da la masa de algunos de los planetas, la masa de la Luna y la del Sol utilizando esta unidad:

Cuerpo del sistema planetario:

Masa en (ump):

Mercurio

0.05

Venus

0.8

Tierra

1

Marte

0.1

Júpiter

320

Saturno

95

Urano

15

Luna

0.01

Sol

333,000

 

Estas masas relativas a la masa de la Tierra resultan muy útiles. Por ejemplo, podemos notar inmediatamente que Urano es 15 veces más masivo que la Tierra.

¿Cuántas veces más masivo es Júpiter que la Tierra? ______________________________

¿Cuántas veces más masivo es el Sol que la Tierra? _______________________________

¿Cuál es más masivo, Mercurio o Marte? _______________________________________

¿Cuántas veces más masivo? ________________________________________________

¿Cuántas lunas se necesitan para igualar la masa de la Tierra? ______________________

 

Regresando a nuestro problema de decidir una unidad de masa apropiada para el átomo, podríamos tomar ahora la masa de un protón o la de un neutrón o la de un electrón como la unidad de masa atómica (uma). ¿Cuál se tomó? La unidad que se acordó por convención es una combinación de todas estas masas* que resultó muy parecida a la masa del protón o del neutrón. En esta unidad, las masas de las partículas del átomo quedaron como sigue:

Partícula:

Masa en (uma):

Protón

1.0073

Neutrón

1.0087

Electrón

0.00055

 

¿Cuál es más masivo, el protón o el neutrón? __________________________________

¿Qué pesa más, 1000 electrones o un protón? __________________________________

Calculemos ahora la masa que contiene un átomo de torio (Th) con 90 protones, 140 neutrones y 90 electrones (obtén con una calculadora las cantidades que se piden):

            Masa de los 90 protones =                    90 ´ 1.0073   =         _______________ uma

            Masa de los 140 neutrones =               140 ´ 1.0087   =         _______________ uma

            Masa de los 90 electrones =                90 ´ 0.00055   =         _______________ uma

                                                                       Masa total =                _______________ uma

Tu resultado debe estar muy cercano a 232 uma.

La masa de un átomo de carbono es de 12 uma. ¿Aproximadamente, cuántas veces más pesado es el átomo de torio que el de carbono? __________________________________

Recordarás que al inicio citamos como una segunda dificultad (para asignar a cada elemento una masa) que la mayor parte de los elementos de la naturaleza son mezclas de varios tipos de átomos "gemelos" llamados isótopos. Toma en cuenta la siguiente definición:

La masa atómica de un elemento es la masa (en uma) promedio de los isótopos de tal elemento.

 

La siguiente tabla muestra las masas atómicas de algunos de los elementos más conocidos.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Símbolo:

Elemento:

Número atómico:

Masa atómica:

H

Hidrógeno

1

1.0

He

Helio

2

4.0

Li

Litio

3

6.9

Be

Berilio

4

9.0

B

Boro

5

10.8

C

Carbono

6

12.0

N

Nitrógeno

7

14.0

O

Oxígeno

8

16.0

F

Flúor

9

19.0

Ne

Neón

10

20.2

Na

Sodio

11

23.0

Mg

Magnesio

12

24.3

Al

Aluminio

13

27.0

Si

Silicio

14

28.0

P

Fósforo

15

31.0

S

Azufre

16

32.0

Cl

Cloro

17

35.5

Ar

Argón

18

40.0

K

Potasio

19

39.1

Ca

Calcio

20

40.1

Sc

Escandio

21

45.0

Ti

Titanio

22

47.9

V

Vanadio

23

50.9

Cr

Cromo

24

52.0

Mn

Manganeso

25

54.9

Fe

Hierro

26

55.9

Co

Cobalto

27

58.9

Ni

Níquel

28

58.7

Cu

Cobre

29

63.6

Zn

Zinc

30

65.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Símbolo:

Elemento:

Número atómico:

Masa atómica:

Br

Bromo

35

79.9

Kr

Criptón

36

83.8

Rb

Rubidio

37

85.5

Sr

Estroncio

38

87.6

Ag

Plata

47

107.9

Cd

Cadmio

48

112.4

In

Indio

49

114.8

Sn

Estaño

50

118.7

Sb

Antimonio

51

121.8

Te

Telurio

52

127.6

I

Iodo

53

126.9

Xe

Xenón

54

131.3

Cs

Cesio

55

132.9

Ba

Bario

56

137.3

W

Tungsteno

74

183.9

Ir

Iridio

77

192.2

Pt

Platino

78

195.1

Au

Oro

79

197.0

Hg

Mercurio

80

200.6

Pb

Plomo

82

207.2

Bi

Bismuto

83

208.2

Po

Polonio

84

210.0

Rn

Radón

86

222.0

Fr

Francio

87

223.0

Ra

Radio

88

226.0

Th

Torio

90

232.0

U

Uranio

92

238.0

 

La masa atómica del hidrógeno es de 1.0 (uma) porque está compuesto casi en su totalidad de átomos con un sólo protón en su núcleo.

La masa atómica del helio es de 4.0 (uma) porque está compuesto casi en su totalidad de átomos con ______________________ protones y _______________________ neutrones.

La masa atómica del cobre es de 63.6 (uma) porque está compuesto de átomos con 63 protones y neutrones y átomos con 65 protones y neutrones. El valor 63.6 es, entonces, un promedio, ya que el primer tipo de átomos es más abundante que el segundo.

 

La masa atómica de un elemento es una medida de que tan pesado o masivo es el elemento, relativo a los demás en unidades de masa atómica (uma). Para las siguientes preguntas, supón que ambos elementos contienen la misma cantidad de átomos.

¿Cuál es más pesado: el oro o la plata? _________________________________________

¿Cuántas veces más? _______________________________________________________

Encuentra un elemento que sea tres veces más pesado que el bromo: _________________

La molécula del ácido clorhídrico está compuesta de un átomo de hidrógeno (H) y un átomo de cloro (Cl). ¿Cuál de estos dos elementos contribuye más a la masa de ésta molécula? _______________________ ¿Aproximadamente, cuántas veces más contribuye el cloro que el hidrógeno a la masa de este compuesto? ____________________________

La molécula del óxido de hierro está compuesta de un átomo de hierro (Fe) y un átomo de oxígeno (O). ¿Cuál de estos dos elementos contribuye m&a

{
}
{
}

Comentarios Número atómico

ya

MOISES MOISES 26/06/2009 a las 18:31

una pregunta


¿por que el numero atomico no se calcula tambien con el numero de neutrones?

una pregunta


¿por que el numero atomico no se calcula tambien con el numero de neutrones?

hello yours pages its very very good

joseph joseph 19/04/2010 a las 18:26

NO ENTIENDO NADA

WENDY WENDY 24/05/2011 a las 01:42

no medan la respuesta q quiero en tonces pa q acen esos comentarios




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