21.23 Conhecer as definições de número de massa e número atômico em termos do número de prótons, nêutrons e elétrons de um átomo.
Passo 1
O enunciado pede que eu conheça (explique) as definições de número de massa e de número atômico, expressando-as em função do número de prótons, nêutrons e elétrons de um átomo. Vou listar claramente o que é pedido e quais quantidades aparecem normalmente numa questão:
- Pedir: definir “número atômico” e “número de massa” em termos de prótons, nêutrons e elétrons.
- Quantidades relevantes que usaremos: número de prótons, número de nêutrons, número de elétrons, e eventualmente carga do íon.
Passo 2
Definição do número atômico.
- O número atômico é o número de prótons no núcleo de um átomo. Denotamos por
esse número. - Em notação:
número de prótons. - Observação importante e muito usada em provas: num átomo eletricamente neutro, o número de elétrons
é igual ao número de prótons. Ou seja, para átomo neutro:
Explicando devagar: prótons têm carga positiva e elétrons têm carga negativa; neutralidade elétrica significa soma de cargas zero, logo número de elétrons = número de prótons.
Passo 3
Definição do número de massa.
- O número de massa é o total de partículas pesadas no núcleo: prótons mais nêutrons. Denotamos por
esse número. - Em notação:
Ou usando símbolos:
onde
é o número de nêutrons. Aqui cada próton e cada nêutron valem praticamente 1 unidade de massa atômica na contagem de
.
Passo 4
Fórmula útil para o número de nêutrons.
- Isolar
a partir de dá:
Isso é muito prático em exercícios: dado
e
, calcula-se imediatamente quantos nêutrons tem o núcleo.
Passo 5
Como ler a notação de um núcleo e relacionar com
e
.
- Um átomo ou núcleo costuma ser escrito como
, onde: -
(expoente à esquerda) é o número de massa, -
(índice à esquerda) é o número atômico, -
é o símbolo do elemento, -
(se presente) é a carga elétrica do íon (por exemplo ou ).
-
- Exemplo rápido de leitura:
tem e . Logo nêutrons. Se não houver expoente de carga, normalmente é átomo neutro.
Passo 6
Átomos neutros versus íons (contagem de elétrons).
- Para átomo neutro:
. - Para um íon com carga elétrica
(valor positivo ou negativo, em unidades da carga elementar), a relação geral entre prótons, elétrons e carga é:
Isolando o número de elétrons:
- Interpretação prática:
- Se o íon é catiônico
(por exemplo , então ) então (há menos elétrons que prótons). - Se o íon é aniônico
(por exemplo , então ) então (há mais elétrons que prótons).
- Se o íon é catiônico
Passo 7
Exemplos passo a passo — pegar a prática para a prova (faça na caneta, sem calculadora):
- Exemplo 1:
(átomo neutro). -
(prótons). -
. -
nêutrons. -
elétrons (neutro).
-
- Exemplo 2: Íon
. -
. -
. -
nêutrons. - Carga
, então elétrons.
-
- Exemplo 3: Íon
. -
. -
. -
nêutrons. - Carga
, então elétrons.
-
Passo 8
Dicas rápidas para gabaritar na prova (estilo amigo que te acalma):
- Primeiro passo ao ver uma notação
: identifique e imediatamente. - Se pedirem nêutrons, compute
. Se pedirem elétrons e não houver carga escrita, use . Se houver carga, lembre-se da fórmula . - Decore que
determina o elemento químico (todas as átomos com mesmo são o mesmo elemento), enquanto identifica o isótopo (mesmo elemento, diferentes ). - Pratique com 3–5 exemplos rápidos: isso fixa os sinais e evita confusão de quem sobra ou falta (prótons nunca mudam num elemento neutro; elétrons mudam quando há íon).
Resposta
O número atômico
é o número de prótons do núcleo.
O número de massa é a soma do número de prótons e nêutrons:
.
O número de nêutrons é .
Em átomo neutro, o número de elétrons é .
Para um íon com carga (sinalada), o número de elétrons é
.
O número de massa
O número de nêutrons é
Em átomo neutro, o número de elétrons é
Para um íon com carga