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N. Massa e Atômico

Número de Massa
 
O Número de massa, simbolizado pela letra A, é a soma do número de prótons e nêutrons contidos no núcleo de um átomo.
A = nº prótons + nº nêutrons

Exemplo, o núcleo de um átomo de sódio contem 11 prótons e 12 nêutrons, portanto, o seu número de massa é 23.

O número de massa de um elemento químico é representado na parte superior do símbolo ou ao seu lado direito: 23Na ou Na-23.

  • Quando dois ou mais átomos de um mesmo elemento químico apresentam números de massa diferentes são denominados isótopos.
Exemplo: Cl-35 e Cl-37
  • Quando dois ou mais átomos de elementos químicos diferentes apresentam o mesmo número de massa são denominados isóbaros.
Exemplo: Ar-40 e Ca-40

O termo massa para este número é devido ao fato dos prótons e nêutrons serem as partículas subatômicas responsáveis por quase a totalidade da massa dos átomos. Os elétrons e as demais partículas apresentam massas praticamente desprezíveis.

Observação: Número de massa não é o mesmo que massa atômica.
 
 
 
 
Número atômico
 

O Número atômico(Z) é um termo usado na física e na química para designar o número de prótons (protões em português europeu) encontrados no núcleo de um átomo. Num átomo com carga neutra, o número de elétrons é idêntico ao número atômico. O mesmo não acontece nos íons, átomos com falta ou excesso de elétrons nas últimas camadas. A descoberta do número atômico foi associada ao físico britânico Henry Moseley, o qual conseguiu determinar a carga do núcleo atômico, e sabendo a carga do mesmo, é possível determinar a quantidade de prótons em qualquer átomo.

O número atômico é o que caracteriza cada elemento químico, ou seja, não existem átomos de elementos químicos diferentes com o mesmo número atómico, se têm o mesmo número atômico são o mesmo elemento.

Todos os átomos de cálcio possuem 20 prótons, portanto, o número atômico é igual a 20.
Todos os átomos de magnésio possuem 12 prótons, portanto, número atômico é igual a 12.

A convenção determina que, na representação do símbolo de um elemento, o número atômico deva estar à esquerda do símbolo na parte inferior:

Para o cálcio: 20Ca e, para o magnésio: 12Mg.

Quando o átomo é neutro, ou seja, a quantidade de cargas positivas (prótons) é igual à quantidade de cargas negativas (elétrons), o número atômico indica também o número de elétrons.

Algumas convenções são adotadas para manipulação de dados com referência aos átomos:

A = Massa; Z = Número Atômico; N = número de nêutrons.

 

Fórmula Geral:

 

A=Z+N ou N=A-Z

 

Exemplo: Um elemento tem 5 nêutrons e número atómico 56.

A= 56+5, ou seja, A= 61

 

 

Relação entre os átomos

 

Cada um dos tipos de átomos existentes na natureza ou gerados artificialmente, é chamado de elemento químico. Cada um deles é identificado por um nome e um símbolo formado por uma ou duas letras. A primeira é sempre maiúscula e a segunda, quando houver, sempre minúscula. O nome do elemento varia de idioma para idioma, mas o símbolo é único para o mundo todo.

Número de Massa (A): informa a somatória de prótons e nêutrons contida num determinado átomo.

Número Atômico (Z): informa a quantidade de prótons contida num determinado átomo. Átomos com mesmo número atômico pertencem ao mesmo elemento químico. Ter mesmo valor para Z garante que os átomos possuam mesmo comportamento químico. Z  também informa o número de elétrons, se o átomo em questão for neutro. Subtraindo Z do valor de A, obtemos o número de nêutrons.

Z = prótons (sempre) = elétrons (átomos neutros)

A - Z  = nêutrons (sempre)

Os números atômico e de massa podem ser representado simultaneamente com o símbolo do elemento em questão. A convenção é a seguinte:

    ou   

IsótoPos: átomos que apresentam mesmo número atômico e número de massa diferentes. Pertencem ao mesmo elemento químico, pois têm mesmo valor de Z.

1 H 1         1 H          1 H 3

IsóbAros: átomos que apresentam valores diferentes para o número atômico e mesmo número de massa.

20 Ca42               21 Sc42

IsótoNos: átomos que apresentam valores diferentes de número atômico e de massa, no entanto, mesmo número de nêutrons (A - Z).

17 Cl 37               20 Ca 40

 

IsoEletrônicos: átomos que apresentam mesmo número de elétrons.

 

 

 

Exercícios

 

1) (PUC - Campinas) O silício, elemento químico mais abundante na natureza depois do oxigênio, tem grande aplicação na indústria eletrônica. Por outro lado, o enxofre é de importância fundamental na obtenção do ácido sulfúrico. Sabendo-se que o átomo 14Si28 é isótono de uma das variedades isotópicas do enxofre, 16S, pode-se afirmar que esse átomo de enxofre tem número   de massa:

a) 14

b) 16

c) 30

d) 32

e) 34

 

2) (Fatec - SP) Os íons Ca2+ e Pb2+ possuem:

Dados os números atômicos: Ca = 20 e Pb = 82)

a) mesmo número de prótons e elétrons

b) mesmo número de prótons e nêutrons

c) mesma carga nuclear e diferentes massas atômicas

d) igual soma de número de prótons e de nêutrons

e) igual diferença entre número de prótons e elétrons

 

 

3) (Mackenzie - SP) A característica que identifica isótopos de um elemento químico ´a de apresentarem entre si:

a) o mesmo número de massa

b) o mesmo número de prótons e o mesmo número de massa

c) o mesmo número de nêutrons

d) distribuição eletrônica diferente

e) o mesmo número atômico e diferentes números de massa

 

 

4) (Fuvest - SP) O número de elétrons do cátion X2+ de um elemento X é igual ao número de elétrons do átomo neutro de um gás nobre. Este átomo de gás nobre apresenta número atômico 10 e número de massa 20. O número atômico do elemento X é:

a) 8

b) 10

c) 12

d) 18

e) 20

 

 

5) (Mackenzie - SP) Um certo átomo neutro M tem número atômico igual a x e número de massa igual a y. O número de elétrons no íon M3+ é igual a:

a) x + 3

b) (x + y) - 3

c) y - 3

d) x - 3

e) x

 

6) (UFSC) São dados os átomos:

I) 35Br80     II) 36Kr80     III) 35Br81     IV) 36Kr81

Indique as proposições verdadeiras.

a) I e III são isótopos

b) II e IV possuem o mesmo número de massa

c) I e IV têm igual número de nêutrons

d) I e II possuem o mesmo número de massa

e) II e III são isótopos

 

7) (FAAP - SP) Considerando os átomos:19X40 , 20Y40 , 19R39 podemos afirmar que:

a) Y e R são isótopos

b) X e R são isóbaros

c) X e R são isótonos

d) X e R pertencem ao mesmo elemento químico

e) X e Y deveriam estar representados pelo mesmo símbolo químico

 

8) (ESPM - SP) Um átomo X  tem 56 prótons e 81 nêutrons. Um átomo Y tem número de massa 138  e é isótono de X, logo podemos afirmar que o número de nêutrons do átomo Y é igual a:

a) 56

b) 57

c) 81

d) 82

e) 138

 

 

9) (PUC - MG) O carbono 14 é um isótopo radioativo do carbono 12, utilizado para identificar a idade dos fósseis. Sobre ele, é correto afirmar que:

a) tem maior número de elétrons que o carbono 12

b) sua ação radioativa dura 14 anos

c) tem maior número de prótons que o carbono 12

d) tem maior número de camadas eletrônicas que o carbono 12

e) tem maior número de nêutrons que o carbono 12

 

 

 

 

 

Resposta

1) Se os dois átomos são isótonos, possuem o mesmo número de nêutrons. O número de nêutrons do silício é calculado assim: 28 - 14 = 14 nêutrons

Sendo isótonos, o átomo de enxofre também tem 14 nêutrons. O número de massa do enxofre é a soma do seu número de prótons (16) com o seu número de nêutrons (16). A alternativa correta é a c.

 

2) Sendo os dois íons de carga 2+, possuem igual diferença entre seus números de prótons e de elétrons.

Para o Ca: 20 prótons - 18 elétrons = 2+

Para o Pb: 82 prótons - 80 elétrons = 2+

A alternativa correta é a e.

 

3) Átomos isótopos são átomos de um mesmo tipo de elemento químco, portanto, possuem o mesmo número átômico. O número de massa deve ser obrigatoriamente diferente. Alternativa correta e.

 

4) O gás nobre possui 10 elétrons. Como o íon tem carga 2+, quer dizer que perdeu 2 elétrons. Portanto o número atômico (que também é o número de elétrons de um átomo no estado neutro) é dado pela soma da quantidade de elétrons que ele possui atualmente  mais os elétrons perdidos. Ou seja, 10 + 2= 12 . A alternativa correta é a c.

 

5) Num átomo neutro, o número atômico representa ao mesmo tempo o número de prótons e de elétrons. Como o íon tem carga 3+, ocorreu a perda de 3 elétrons. Ou seja, o número de elétrons vai ser dado por x - 3. A alternativa correta é a d.

 

6) A alternativa a  é verdadeira pois os átomos apresentam diferentes números de massa mas o mesmo número atômico.

A alternativa b é falsa pois os números de massa são diferentes, 80 e 81.

A alternativa c é verdadeira. Calculando os números de nêutrons:

em I = 80 - 35 = 45

em IV = 81 - 35 = 45

A alternativa d é verdadeira, ambos possuem número de massa igual a 80.

A alternativa e é falsa, pois II e III possuem números atômicos diferentes, 36 e 35.

 

7) X e R possuem mesmo número atômico e pertencem ao mesmo elemento químico. A alternativa correta é a d.

 

8) Se Y é isótono de X, possui o mesmo número de nêutrons que este, ou seja 81. A alternativa correta é a c.

 

9) Átomos isótopos sempre têm o mesmo número atômico. Só diferem no número de massa, ou seja, no número de nêutrons. O átomo de carbono possui número atômico 6 (possui 6 prótons). O isótopo de carbono de massa 12 possui 6 nêutrons e o de massa 14 possui 8 nêutrons. A alternativa correta é a e.

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