Considerando as massas:
- próton
- elétron
Qual porcentagem da massa atômica é atribuída ao elétron? O que isso explica sobre onde está concentrada a massa do átomo? Qual a implicação disso na massa do elétron?
Passo 1
O enunciado pede três coisas:
- Calcular qual porcentagem da massa atômica é atribuída ao elétron.
- Explicar o que esse resultado diz sobre onde está concentrada a massa do átomo.
- Dizer a implicação disso sobre a massa do elétron.
Informações fornecidas (peguei estes valores do enunciado):
- Massa do próton:
. - Massa do elétron:
.
Vou considerar um átomo simples (por exemplo, o átomo de hidrogênio) cuja massa total é bem aproximada por
. Não estou assumindo nêutrons aqui porque as massas fornecidas foram só de próton e elétron; o raciocínio vale igualmente para átomos maiores (onde há nêutrons) e só torna a contribuição do elétron ainda mais desprezível.
Passo 2
Formulação do cálculo da porcentagem:
- A fração da massa atribuída ao elétron é
- Para obter a porcentagem, multiplica-se por
:
Explicação didática: aqui se compara a parte (massa do elétron) com o todo (massa do átomo). A expressão acima dá a fração do todo que corresponde ao elétron; multiplicando por
temos o valor em porcentagem — procedimento padrão para transformar fração em percentagem.
Passo 3
Cálculo numérico passo a passo usando os valores dados.
Primeiro calcule a razão :
Primeiro calcule a razão
Fazendo a divisão em duas partes (coeficiente e potência de 10):
portanto
Agora a fração exata que queremos é
Como
é muito pequeno (
),
e
Convertendo para porcentagem:
Passo 4
Interpretação física (onde está a massa do átomo).
- O resultado numérico mostra que o elétron contribui com cerca de
da massa total do átomo (no caso considerado). Ou seja, menos de um centésimo de 1 por cento. - Isso explica que praticamente toda a massa do átomo está concentrada no núcleo (onde estão os prótons e, em átomos reais com mais de um nucleon, os nêutrons). Em átomos mais pesados, que têm muitos nêutrons e prótons, a contribuição relativa do elétron é ainda menor.
Passo 5
Implicação sobre a massa do elétron.
- A implicação é que o elétron é uma partícula muito leve em comparação com os núcleons (prótons e nêutrons). Numericamente, o próton é cerca de
vezes mais massivo que o elétron (usando os valores dados). - Consequência prática: ao calcular massas atômicas ou massas de substâncias, a massa dos elétrons costuma ser desprezada (salvo em medições extremamente precisas), porque sua contribuição é insignificante frente à massa dos nucleons. Ainda assim, a massa do elétron é uma propriedade intrínseca importante (afeta dinâmica, energia, níveis atômicos etc.), apesar de pouco influenciar a massa total do átomo.
Resposta
A maior parte da massa do átomo está concentrada no núcleo (prótons e nêutrons).
Implicação: o elétron tem massa extremamente pequena em comparação com os nucleons (próton
vezes mais massivo), logo sua contribuição para a massa total do átomo é desprezível.