1. estructura de la materia. ÁTomos y moléculas de Demócrito a Dalton. Una visión histórica
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1.4.Número atómico (Z).El número de protones que tiene un elemento se denomina “número atómico”. Se representa por “Z” y también es igual al número de electrones que hay en la corteza de los átomos neutros. El número atómico es característico de cada elemento y según sea su valor el elemento se denominará con un nombre específico. En la Tabla Periódica los elementos están ordenados según su número atómico, de forma que si sabes el número atómico puedes consultar de qué elemento se trata, y viceversa. Número atómico (Z) = Número de protones. Por ejemplo, el número atómico del Hidrógeno (H) es “1” porque tiene 1 protón en su núcleo. El número atómico del sodio (Na) es “11” y el del Cloro (Cl) es “17” porque tienen 11 y 17 protones respectivamente. Actividad F: ¿Cómo se llaman los elementos de las actividades D y E? Actividad G: a) ¿Cómo están ordenados los elementos en la Tabla Periódica? b) Haz una lista de los nombres y símbolos de los elementos con números atómicos comprendidos entre 1 y 20. 1.5.Número másico (A).Es la suma del número de protones (Z) y del número de neutrones (N) que tiene el núcleo. Es, por tanto, un número natural (entero y positivo). Se representa por “A”. No debéis confundirlo con la masa atómica que viene en la Tabla Periódica. A = Z + N Número másico = Nº protones + Nº neutrones Por tanto, el número de neutrones “N” de un átomo es “A – Z”. El número másico nos da idea de la masa de un átomo, ya que son los protones y neutrones las principales partículas subatómicas con masa significativa (los electrones a efectos prácticos los consideraremos sin masa). La Unidad de Masa Atómica (UMA) es aproximadamente la masa de un protón o la masa de un neutrón (ambas masa muy parecidas), es decir, la masa de un átomo de Hidrógeno, ya que el átomo de Hidrógeno más abundante no tiene neutrones. Actividad H: a) ¿Qué números másicos tendrán los átomos de las actividades D y E? b) ¿Cuántos neutrones tendrá un átomo de cloro cuyo número másico sea 37? 1.6.Isótopos.Después de descubrirse la radiactividad se encontraron átomos que, aún teniendo el mismo número atómico que átomos ya conocidos (por lo que debían tratarse del mismo elemento), tenían, sin embargo, distinto número másico y, por lo tanto, distinta masa. Es decir, no todos los átomos de un mismo elemento son iguales. Existen átomos del mismo elemento que difieren en el número de neutrones del núcleo. A estos átomos se les llama “isótopos”. Posteriormente, se descubrió que casi todos los elementos tenían más de un isótopo. Por ejemplo, la mayor parte de los átomos del Carbono (C) tienen una masa atómica de 12 UMAs, es decir, tienen en su núcleo 6 protones y 6 neutrones. Sin embargo, existen átomos de Carbono que tienen 6 protones (por eso se siguen llamando Carbono) y 8 neutrones en el núcleo. En este caso, este átomo es un isótopo del Carbono que se denomina Carbono-14 y se representa por 14C, que es radiactivo. El % de este isótopo en los materiales sirve para saber la antigüedad de éstos con bastante precisión.
La masa atómica que viene en la Tabla Periódica no es sino una media ponderada (teniendo en cuenta los porcentajes) de las masas de casa uno de los isótopos que existen de dicho elemento. Ejemplo: De Hidrógeno existen tres isótopos cuyas números másicos son 1, 2 y 3, respectivamente. ¿Cuantos protones y neutrones tiene cada uno de dichos isótopos? Si son isótopos de Hidrógeno, todos ellos tendrán Z = 1, es decir, todos tendrán 1 protón. En cuanto al número de neutrones (N): Isótopo 1: N = A – Z = 1 – 1 = 0 neutrones. Isótopo 2: N = A – Z = 2 – 1 = 1 neutrones. Isótopo 3: N = A – Z = 3 – 1 = 2 neutrones. El isótopo 1 (el que tiene A=1) es el que existe en la naturaleza en más del 99 %. Actividad I: ¿Cual serán los números másicos de tres isótopos del Uranio (U) que tienen 142, 143 y 146 neutrones respectivamente.
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