Átomos, cargas e massa atômica
Teoria
E aí, tudo bem?
Neste capítulo vamos aprender sobre o que são átomos, cargas e massa atômica? Tudo faz parte de uma estrutura, denominada estrutura atômica. Todos materiais são formados por átomos. Exemplo os parafusos que são compostos de átomos de ferro!
Átomos
Você já deve ter escutado alguma pessoa falar que uma molécula de água é constituída por dois átomos de hidrogênio e um átomos de oxigênio (H2O), certo?! E ao final das contas, o que são átomos?
Exatamente tudooo que há ao nosso entorno é feito de átomos, que são frações muito pequenas das coisas. Eles são tão pequeninos que, para você ter noção, em um único grão de pó há mais átomos do que a quantidade de folhas das árvores do mundo! Já idealizou? É muita coisa!
O que constitui o minúsculo tamanho do átomo:
- Protons: são uma partículas subatômicas com carga elétrica positiva que está dentro do núcleo atômico dos átomos. O próton tem carga +1 (ou, quantitativamente, coulombs).
- Nêutrons: Não tem carga! São formadoa por partículas ainda menores, que recebem o nome de quarks.
- Núcleo: estão os prótons e os nêutrons e, contornando em volta do núcleo, estão os elétrons. Cada núcleo de um certo elemento químico tem o mesmo número de prótons. Esse número determina o número atômico de um elemento e apresenta sua posição na tabela periódica.
- Elétrons: partículas negativas que apresentam também comportamento de onda (representadas por ). Ele tem carga negativa e se localiza na eletrosfera, em torno do núcleo atômico, o que decorre da força eletromagnética que promove a atração das cargas opostas.
Número atômico, número de massa dos átomos
Alguns conceitos são usados para identificar os átomos, como o número de massa (A) e o número atômico (Z).
- Número atômico (Z): Cada átomo possui o seu número atômico. Ele indica o número de prótons do átomo.
- Número de Massa (A): é o peso do átomo. É o somatório do número de prótons (Z) e de nêutrons (n) que existem num átomo.
- Isótopos: são átomos que têm o mesmo número de prótons, e diferente número de massa e de nêutrons. Estes apresentam propriedades químicas iguais, mas apresentam distintas propriedades físicas devido a suas massas serem distintos, como é o caso da densidade. Para facilitar o entendimento , lembre do “P” de isótopos (mesmos números de Prótons).
- Isótonos: apresentam o mesmo número de nêutrons, mas mudando os valores de prótons e massa.
A=p+n ou A=Z+n
Onde:
p: número de prótons (Z)
n: número de nêutrons
Carga dos átomos
O átomo no seu estado fundamental é neutro, ou seja, o número de prótons é igual ao número de elétrons. Maaas, a gente sabe que os átomos interagem por ai, e nessa interação eles podem ganhar ou ceder elétrons. Aí é que vem o conceito de carga!
Carga positiva – Quando o átomo perde elétrons, ele fica com mais prótons do que elétrons, tendo assim uma carga positiva. O átomo nesse estado é carinhosamente apelidado de cátion.
Carga negativa – Quando o átomo ganha elétrons, ele fica com mais elétrons do que prótons, tendo então uma carga negativa. Nesse estado ele é carinhosamente chamado e ânion.
A carga é representada no canto superior direito, e o número que acompanha ela indica quandos elétrons foram perdidos ou ganhados!
Semelhanças atômicas
Os átomos de um elemento químico igual ou distintos podem ser comparados quanto ao número de prótons, elétrons, nêutrons e massa, sendo caracterizados da seguinte maneira:
- Isobáros: apresentam iguais número de massa. Já os valores de prótons e nêutrons são distintos para cada átomo. Desse modo, terão propriedades físicas e químicas diferentes.
Átomos
Número atômico, número de massa dos átomos
Carga dos átomos
Semelhanças atômicas
Exercícios Resolvidos
Exercício Resolvido #1
Elaboração própria
Determine a massa de Y sendo isótopo de 18Ar40 e isótono de 20Ca40
- 42
- 38
- 45
- 36
- 41
Passo 1
Se y é isótopo de 18Ar40, então seu números atômico ou de prótons é igual a 18.
Passo 2
E como ele é isótono de 20Ca40 então seu número de nêutrons é 40-20 = 20. Para descobrir seu número de massa, basta somar seus prótons com seus nêutrons:
Passo 3
Para descobrir seu número de massa, basta somar seus prótons com seus nêutrons:
A= P+n
A= 18+20
A= 38
Resposta
Alternativa B
Exercício Resolvido #2
Elaboração própria
As massas moleculares do Ácido salicílico (C7H6O3) e do ácido fosfórico (H3PO4) são respectivamente:
- 138 e 98
- 115 e 101
- 147e 91
- 122 e 88
Passo 1
Identificar a massa atômica de cada elemento constituinte dos ácidos dos enunciados
Ácido salicílico (C7H6O3):
Carbono: 12
Hidrogênio: 1
Oxigênio: 16
M= (12 x 7) + (1 x 6) + (16 x 3) = 138
Passo 2
Ácido fosfórico (H3PO4)
Fosforo: 31
Hidrogênio: 1
Oxigênio: 16
M= (1 x 3) + 31 + (16 x 4) = 98
Resposta
Alternativa A
Exercício Resolvido #3
Elaboração própria
Um cátion metálico trivalente tem 55 elétrons e 89 nêutrons. O átomo do elemento químico, do qual se originou, tem número atômico e número de massa, respectivamente:
- 58,147
- 45,114
- 55,112
Passo 1
Primeiramente vamos relembrar:
O número atômico é o número de prótons que o átomo possui. No estado fundamental, os prótons são idênticos aos elétrons.
Passo 2
Considerando ser um cátion trivalente, ou seja, possui a carga +3, ele perdeu 3 elétrons, ficando com 55, ou seja antes ele tinha 58 elétrons e número atômico igualmente.
Passo 3
Já o número de massa é a soma dos prótons com os nêutrons:
A= P+n
A= 58+89
A= 147
Resposta
Alternativa A
Exercício Resolvido #4
Adaptado: https://exercicios.mundoeducacao.bol.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-numero-atomico-numero-massa.htm
O número de elétrons do cátion Y+ de um elemento Y é igual ao número de elétrons do átomo neutro de um gás nobre. Este átomo de gás nobre apresenta número atômico 9 e número de massa 12. O número atômico do elemento Y é:
Passo 1
Primeiramente temos que analisar as informações:
O gás nobre possui número atômico 9, o que significa que a quantidade de elétrons também é igual a 9.
Passo 2
Conforme o enunciado, o número de elétrons do cátion Y+ é também igual a 9. A carga +1 indica que o átomo perdeu 1 elétron.
Passo 3
Sendo assim estado fundamental ele tinha 10 elétrons e também número atômico igual a 10.
Resposta
Número atômico 10
Exercício Resolvido #5
Elaboração própria
Determine a quantidade de prótons, nêutrons e elétrons do ânion abaixo:
Passo 1
Primeiramente temos que analisar as informações:
Os prótons aparecem no canto inferior esquerdo do símbolo, ou seja, 8.
Passo 2
No estado fundamental, os prótons são iguais os elétrons, ou seja, havia 8 elétrons, mas a carga -2 indica que o átomo ganhou dois elétrons, ficando com 10.
Passo 3
Visto que o número de massa (A) fica do lado superior esquerdo do símbolo do elemento, ou seja 16, e esse número de massa é igual à soma dos prótons com os nêutrons, então para acharmos os nêutrons temos:
A= P+N
N= A-P
N= 16-8
N= 8
Resposta
Prótons=8
Elétrons= 10
Nêutrons= 8
Exercício Resolvido #6
Elaboração própria
O átomo de um elemento químico possui 75 prótons, 75 elétrons e 144 nêutrons. Qual é, respectivamente, o número atômico e o número de massa desse átomo?
a) 75 e 209.
b) 75 e 219.
c) 144 e 75.
Passo 1
Primeiramente temos que analisar as informações:
O número atômico é igual ao número de prótons, ou seja 75.
Passo 2
O número de massa é a soma dos prótons com os nêutrons:
A= P+N
A= 75 + 144 = 219
Resposta
Alternativa B
Exercício Resolvido #7
Elaboração própria
Um íon de certo elemento químico, apresenta massa de 74, 25 elétrons e carga +2. Qual é o número atômico desse íon?
- 74
- 25
- 27
Passo 1
Primeiramente temos que analisar as informações:
Se o elemento estivesse no estado fundamental, o número de prótons seria igual à quantidade de elétrons.
Passo 2
Como ele apresenta a carga +2, significa que ele perdeu dois elétrons, ou seja, antes ele tinha 27 elétrons. Portanto, o seu número atômico é 27.
Resposta
Alternativa C
Exercício Resolvido #8
Elaboração própria
O tungstênio é um elemento metálico usado para a fabricação de filamentos de lâmpadas incandescência, contatos eléctricos, elétrodos para processos de soldagem e etc. Indique o número de prótons e nêutrons que existem, respectivamente, neste átomo.
Passo 1
Primeiramente temos que analisar as informações:
O número atômico é igual a quantidade de prótons, ou seja, 74.
Passo 2
Visto que o número de massa (A) está na parte inferior do símbolo do elemento, ou seja, é 183,84, e esse número de massa é igual à soma dos prótons com os nêutrons, podemos encontrar a quantidade de nêutrons da seguinte forma:
A= P+N
N= A-P
N= 183,84-74
N= 109,84
Resposta
Prótons=74
Nêutrons= 109,84
Exercício Resolvido #9
Elaboração própria
Um certo elemento químico gerou um cátion metálico bivalente, que exibia 42 elétrons e 61 nêutrons. Através desses dados, escolha a alternativa que proporciona o número atômico e número de massa, respectivamente, desse elemento:
- 44 e 115
- 44 e 105
- 42 e 123
Passo 1
Primeiramente temos que analisar as informações:
Cátion é um átomo que apresenta menos elétrons que prótons, beleza? O enunciado diz que ele é bivalente, ou seja, isso significa que ele possui dois prótons a mais que elétrons. Logo, se ele possui 42 elétrons, o número de prótons será 44, número que igualmente corresponde ao número atômico.
Passo 2
Beleza, agora precisamos descobrir o número de massa. E como fazemos isso?
Aonde:
Beleza? Bom, já sabemos pelo enunciado que e vimos no passo anterior que , Logo:
Resposta
Alternativa B
Exercício Resolvido #10
Adaptado de: https://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-numero-atomico.htm
Dada a tabela abaixo sobre os elementos A e B:
Quais são os valores de W, X, Y, Z, K?
Passo 1
- Para o elemento A
- Para o elemento B
Como o número atômico é 11, os valores de w e x são 11 e 11, por serem, respectivamente, os valores de prótons e elétrons.
Para determinar o número de nêutrons (Y), basta utilizar a equação a seguir:
A = p + n
24 = 11 + n
24 – 11 = n
n = 13
Passo 2
Como o número de prótons é 23, o número atômico (z) também será 23. Assim, para determinar o número de massa (k), basta utilizar a nossa equação beeem conhecida:
A = p + n
A = 23 + 44
A = 67
Resposta
23,11 ,11,13,67 respectivamente