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 \,Z esse número.
  • Em notação: \,Z = número de prótons.
  • Observação importante e muito usada em provas: num átomo eletricamente neutro, o número de elétrons \,e é igual ao número de prótons. Ou seja, para átomo neutro:
e = Z.
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 \,A esse número.
  • Em notação:
A = \text{número de prótons} + \text{número de nêutrons}.úóúê
Ou usando símbolos:
A = Z + N,
onde \,N é o número de nêutrons. Aqui cada próton e cada nêutron valem praticamente 1 unidade de massa atômica na contagem de A.

Passo 4

Fórmula útil para o número de nêutrons.
  • Isolar \,N a partir de \,A = Z + N dá:
N = A - Z.
Isso é muito prático em exercícios: dado \,A e \,Z, calcula-se imediatamente quantos nêutrons tem o núcleo.

Passo 5

Como ler a notação de um núcleo e relacionar com \,A e \,Z.
  • Um átomo ou núcleo costuma ser escrito como \,^{A}_{Z}\mathrm{X}^{Q}, onde:
    • \,A (expoente à esquerda) é o número de massa,
    • \,Z (índice à esquerda) é o número atômico,
    • \mathrm{X} é o símbolo do elemento,
    • \,Q (se presente) é a carga elétrica do íon (por exemplo ^{2+} ou ^{-}).
  • Exemplo rápido de leitura: \,^{14}_{6}\mathrm{C} tem \,A=14 e \,Z=6. Logo \,N = 14 - 6 = 8 nêutrons. Se não houver expoente de carga, normalmente é átomo neutro.

Passo 6

Átomos neutros versus íons (contagem de elétrons).
  • Para átomo neutro: \,e = Z.
  • Para um íon com carga elétrica \,Q (valor positivo ou negativo, em unidades da carga elementar), a relação geral entre prótons, elétrons e carga é:
Q = Z - e.
Isolando o número de elétrons:
e = Z - Q.
  • Interpretação prática:
    • Se o íon é catiônico ^{q+} (por exemplo ^{2+}, então Q=+2) então e = Z - q (há menos elétrons que prótons).
    • Se o íon é aniônico ^{q-} (por exemplo ^{-}, então Q=-1) então e = Z - (-1) = Z+1 (há mais elétrons que prótons).

Passo 7

Exemplos passo a passo — pegar a prática para a prova (faça na caneta, sem calculadora):
  • Exemplo 1: \,^{14}_{6}\mathrm{C} (átomo neutro).
    • \,Z = 6 (prótons).
    • \,A = 14.
    • \,N = A - Z = 14 - 6 = 8 nêutrons.
    • \,e = Z = 6 elétrons (neutro).
  • Exemplo 2: Íon \,^{23}_{11}\mathrm{Na}^{+}.
    • \,Z = 11.
    • \,A = 23.
    • \,N = 23 - 11 = 12 nêutrons.
    • Carga \,Q = +1, então \,e = Z - Q = 11 - 1 = 10 elétrons.
  • Exemplo 3: Íon \,^{35}_{17}\mathrm{Cl}^{-}.
    • \,Z = 17.
    • \,A = 35.
    • \,N = 35 - 17 = 18 nêutrons.
    • Carga \,Q = -1, então \,e = Z - Q = 17 - (-1) = 18 elétrons.

Passo 8

Dicas rápidas para gabaritar na prova (estilo amigo que te acalma):
  • Primeiro passo ao ver uma notação \,^{A}_{Z}\mathrm{X}^{Q}: identifique \,A e \,Z imediatamente.
  • Se pedirem nêutrons, compute N = A - Z. Se pedirem elétrons e não houver carga escrita, use e = Z. Se houver carga, lembre-se da fórmula e = Z - Q.
  • Decore que \,Z determina o elemento químico (todas as átomos com mesmo \,Z são o mesmo elemento), enquanto \,A identifica o isótopo (mesmo elemento, diferentes \,A).
  • 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 \,Z é o número de prótons do núcleo.
O número de massa \,A é a soma do número de prótons e nêutrons: \,A = Z + N.
O número de nêutrons é \,N = A - Z.
Em átomo neutro, o número de elétrons é \,e = Z.
Para um íon com carga \,Q (sinalada), o número de elétrons é \,e = Z - Q.

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