Considerando as massas:
  • próton =1,67 \times 10^{-24} \mathrm{~g}
  • elétron =9,11 \times 10^{-28} \mathrm{~g}
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: m_p = 1,67\times10^{-24}\\ \mathrm{g}.
  • Massa do elétron: m_e = 9,11\times10^{-28}\\ \mathrm{g}.
Vou considerar um átomo simples (por exemplo, o átomo de hidrogênio) cuja massa total é bem aproximada por m_{\text{átomo}} \approx m_p + m_eá. 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
\text{fração}=\frac{m_e}{m_p + m_e}.çã
  • Para obter a porcentagem, multiplica-se por 100\%:
\text{porcentagem} = 100\% \cdot \frac{m_e}{m_p + m_e}.
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 100\% 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 r=\dfrac{m_e}{m_p}:
r=\frac{9,11\times10^{-28}}{1,67\times10^{-24}}.
Fazendo a divisão em duas partes (coeficiente e potência de 10):
\frac{9,11}{1,67}\approx5,456\quad\text{e}\quad10^{-28}/10^{-24}=10^{-4},
portanto
r\approx5,456\times10^{-4}=0,0005456\ldots
Agora a fração exata que queremos é
\frac{m_e}{m_p+m_e}=\frac{r}{1+r}.
Como r é muito pequeno ( \approx0,0005456), 1+r\approx1{,}0005456 e
\frac{r}{1+r}\approx\frac{0,0005456}{1{,}0005456}\approx0,00054534\ldots
Convertendo para porcentagem:
\text{porcentagem}\approx0{,}00054534\times100\%=0{,}054534\%\approx0{,}0545\%.

Passo 4

Interpretação física (onde está a massa do átomo).
  • O resultado numérico mostra que o elétron contribui com cerca de 0{,}0545\% 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 1/r\approx1836 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

0{,}0545\%
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 \sim1836 vezes mais massivo), logo sua contribuição para a massa total do átomo é desprezível.

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