Hace algo más de cien años científicos de diversos países lograron romper átomos en partículas más pequeñas. Nacía la física atómica, la radiactividad, ,la energía nuclear. Aunque la química es la ciencia de los materiales, es decir de las moléculas, las propiedades de las moléculas, las razones por las que unos átomos se unen con otros determinados en una proporción justa estás basadas en las partículas subatómicas.
Vamos a estudiar un poco el interior del átomo.
Seguiremos la página http://platea.pntic.mec.es/pmarti1/educacion/3_eso_materiales/b_iii/conceptos/conceptos_bloque_3_1.htm#estructura_atomo
que te recomiendo:
El átomo está compuesto de las siguientes partes:
Un núcleo muy pequeño en el que se encuentra casi toda la masa y en el que se encuentra la carga positiva del átomo.
La corteza o resto del átomo que rodea el núcleo, tiene una masa despreciable desde un punto de vista químico y contiene toda la carga negativa del átomo.
Las partículas más estables del átomo y que nos interesan en química son:
Número atómico
Número atómico es el número de protones que contiene el núcleo, se representa con la letra Z. El número atómico sirve para diferenciar unos elementos de otros:
Dos elementos iguales siempre tienen el mismo número de protones (mismo número atómico). Ejemplo: Cualquier átomo de hidrógeno siempre tendrá un protón.
Dos elementos diferentes nunca tienen el mismo número de protones (distinto número atómico). Ejemplo: La diferencia entre el hidrógeno y el helio, es que el hidrógeno (Z=1) tiene un protón y el helio (Z=2) tiene dos protones.
Si el átomo es neutro (mismo número de cargas positivas y negativas), el número atómico coincide con el número de electrones, sólo en este caso.
Número másico
Número másico es el número de nucleones del núcleo atómico; es decir, el número total de protones (p) más neutrones (n) del átomo (p+n). Se representa con la letra A.
Isótopos
Los isótopos son átomos de un mismo elemento (una misma Z) que tienen diferente número másico (A). Es decir, átomos que tienen el mismo número de protones (Z) pero diferente número de neutrones (A=p + n cambia).
Ejemplo de isótopos.
Tengamos el átomo y el átomo . Ambos son del mismo elemento (Boro) dado que los dos tienen de número atómico 5 (número de protones del núcleo), se diferencian en el número másico. Uno de ellos tiene 11 de número másico y el otro 10. Ambos átomos del mismo elemento que se diferencian en el número másico se denominan isótopos de dicho elemento. Como el número másico es la suma de protones y neutrones, tendremos:
: A = p + n ; 11 = 5 + n ; n = 11 - 5 = 6 neutrones
: A = p + n ; 10 = 5 + n ; n = 10 - 5 = 5 neutrones
Por tanto los isótopos del mismo elemento se diferencian en el número de neutrones.
Por último, existe un gran número de isótopos que no son estables. Se desintegrarán por procesos de decaimiento radiactivo. Los isótopos que son radiactivos se llaman radioisótopos.
Iones
Son átomos cargados (positivos o negativos). Como el núcleo es intocable con las energías que aparecen en las reacciones químicas, la única forma de que un átomo se cargue eléctricamente es quitando o poniendo electrones:
Iones positivos, también llamados cationes, son átomos que han perdido electrones. Cada electrón que pierden es una carga positiva que queda en exceso en el núcleo.
Iones negativos, también llamados aniones, son átomos que han ganado electrones. Cada electrón que ganan es una carga negativa en exceso sobre los protones del núcleo.
Los átomos neutros tienen tantos protones (carga positiva) como electrones (carga negativa). Como ambas partículas tienen la misma carga pero con distinto signo, al tener la misma cantidad de ambas el átomo es neutro. Cuando quitamos electrones quedan más cargas positivas que negativas. Cuando añadimos electrones tenemos más cargas negativas que positivas.
Representación
Se utiliza el siguiente sistema de símbolos para representar un átomo o conjunto de átomos:
La información que podemos extraer de esta representación es la siguiente:
- Se trataría del Selenio (Se)
- Tiene de número atómico 34 (Z=34, 34 protones)
- Tiene de número másico 78: A=78, A-Z= n, 78-34=44 neutrones.
- El número de electrones es igual al de protones dado que el átomo es neutro (no pone nada en la esquina superior derecha); por tanto al ser Z=34 tiene 34 protones y tendrá el átomo neutro 34 electrones (e-).
La información que podemos extraer de esta representación es la siguiente:
- Se trataría del Selenio (Se)
- Tiene de número atómico 34 (Z=34, 34 protones)
- Tiene de número másico 78: A=78, A-Z= n, 78-34=44 neutrones.
- El número de electrones no puede ser 34 dado que el átomo está cargado negativamente (ion negativo o anión). El número de electrones es 34 + 2 = 36 e- : 34 electrones (que equilibran a los 34 protones) más dos cargas negativas que tiene, véase esquina superior derecha.
Puedes realizar ejercicios para construir átomos en: