Físico Química
3er año: Elementos Químicos y Numero Atómico
1) Los elementos Químicos: Un elemento
químico es una sustancia formada por la misma clase de átomos. Todos los átomos
que poseen igual número de protones en el núcleo corresponden al mismo elemento
químico.
2) El número atómico: El número de
protones de un elemento químico se representa mediante el número atómico que se
simboliza con la letra Z (mayúscula). Por ej, el número atómico del elemento
hidrogeno (ZH) es 1 porque en su núcleo posee solo un protón. Por lo
tanto el número atómico define la identidad del elemento químico. Si varia el
número de protones de un átomo, se modifica su número atómico y el elemento
químico cambia.
Respecto de los electrones, como los protones tienen carga positiva y el
átomo, en su estado original, no presenta carga eléctrica, el número de
protones de un átomo es igual a su número de electrones. Por esta razón, en un
átomo el número de electrones es igual al número de protones. O sea que si el número
atómico del elemento hidrogeno (ZH) es el 1, significa que sus
átomos poseen 1 protón y 1 electrón. En la naturaleza se identificaron 92
elementos químicos y se crearon artificialmente unos 20 más.
3) Los neutrones: En el núcleo del átomo
se encuentran los protones (partículas con carga
positiva) cuya cantidad define la identidad de un elemento químico. Pero
había algunas cuestiones que los científicos, no lograban explicarse. En
principio parecía imposible que los protones, al ser partículas con el mismo
signo, pudieran estar juntas en el núcleo sin repelerse. Por otra parte, existían resultados
experimentales que indicaban que, excepto en el átomo de hidrogeno, la masa de
algunos elementos era mayor que lo indicado por los protones, es decir, eran
más “pesados” que lo que se suponía. Ellos descubrieron que esa diferencia de
masa, evidenciada en la mayoría de los elementos químicos, se debía a la
presencia en el núcleo de otras partículas con masa definida y sin carga,
llamadas neutrones. Esto explicaba también
porque los protones se mantenían unidos en el núcleo atómico a pesar de tener
la misma carga.
Dentro del núcleo atómico, los neutrones estabilizan la carga positiva de
los protones para evitar que se repelen entre sí.
4) El número másico y los isotopos: El
descubrimiento de los neutrones requirió definir otro número “el número másico”. Esto
representa la cantidad total de partículas (protones + neutrones) contenidas en
el núcleo atómico se simboliza con la letra A mayúscula.
Si se conoce el número atómico y el número másico, es posible calcular la
cantidad de cada una de las tres partículas subatómicas de cualquier elemento
y, por lo tanto, descubrir de qué se trata. Si
Z es el número de protones; A es el número total de protones + neutrones
y N, el número de neutrones, entonces:
A=Z+N
El átomo se representa por tres datos fundamentales: el símbolo químico
de un elemento al que pertenece el elemento atómico y el número másico.
A=19Fz=9
Otro descubrimiento es la comprobación de átomos de un mismo elemento (Z)
pero con diferente masa. Frederick Soddy estudio esos átomos y advirtió que
tenían distinta cantidad de neutrones, razón por la cual su masa es diferente.
Los bautizo isotopos (iso=igual, topos= lugar). Entonces, los isotopos son
aquellos átomos del mismo elemento que poseen al mismo número atómico (Z) pero
distinto numero másico.
5) La masa atómica relativa (Ar): El
número másico no es lo mismo que la masa de un átomo porque un átomo es tan
pequeño que es muy difícil aislarlo y medir su masa. Por esta razón, para medir
la masa de un átomo se compara con algún átomo de referencia.
Actualmente, el átomo de referencia es 12C que es el isotopo
de carbono de mayor estabilidad. Así se definió la unidad
de masa atómica (uma) como la 12ava parte de la masa del 12C
(patrón de referencia). Para indicar cuantas veces mayor que una unidad de masa
atómica es la masa de algún átomo se definió otra unidad de medida la masa atómica relativa (Ar). De este modo, 12 átomos
de hidrogeno equivalen en masa, a 1 átomo de carbono. Entonces, el hidrogeno
tendrá un Ar de 1 unidad de masa atómica.
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