Número Atómico y Número de Masa.
Aprendamos a identificar los átomos con dos números importantes, su número atómico (Z) y su número de masa (A).
Número Atómico y Número de Masa.
El número atómico (Z) es el número de protones en el núcleo del átomo de un elemento. En el caso de un átomo neutro sabemos que la cantidad de protones debe ser igual a la cantidad de electrones, por lo tanto este número atómico también nos entrega el número de electrones para átomos neutros.
Z = p+ = e– donde p+ representa a los protones y e– representa a los electrones.
Este número atómico es realmente importante, puesto que nos entrega la identidad química de un átomo, es decir, si el número atómico del Cloro (Cl) es 17 significa que tiene 17 protones y como el átomo es neutro, también tiene 17 electrones, sin embargo, su identidad está marcada y eso quiere decir que cualquier átomo que sea encontrado en el universo que contenga 17 protones será bien llamado como Cloro.
El número de masa (A) es el número de protones y neutrones en el núcleo del átomo de un elemento. Es así entonces como todos los átomos tienen una cantidad de protones y neutrones en el núcleo con la excepción del átomo de hidrogeno que solo tiene un protón y no tiene neutrones.
A = p+ + n donde p+ representa a los protones y n representa a los electrones.
De esta manera y relacionando ambas definiciones podemos obtener el número de neutrones como:
n = A – Z donde A es el número de masa y Z es el número atómico.
Por ejemplo, si el número de masa específico para un átomo de Neón (Ne) es 22 y el número atómico es 10 (como vemos en la imagen destacada) podemos calcular el número de neutrones simplemente haciendo la siguiente operación:
n = A – Z = 22 – 10 = 12 neutrones.
En la naturaleza siempre existen excepciones o casos especiales y es así como encontramos que no todos los átomos tienen el mismo número de masa pero si el mismo número atómico, que como vimos anteriormente, le da su identidad a cada átomo. Estos son los llamados isótopos, átomos que tienen el mismo número atómico pero diferente número de masa. La mayoría de los elementos existentes tienen dos o más isótopos.
Por ejemplo, existen tres isótopos de hidrógeno, el primero se conoce como hidrógeno y es aquel que posee un protón y no tiene neutrones; el segundo se conoce como deuterio y es aquel que posee un protón y un neutrón y el tercero se conoce como tritio y es aquel que posee un protón y dos neutrones.
En el esquema o diagrama atómico del elemento se verían como:
En otro ejemplo podríamos mencionar los isótopos de Uranio que tienen números de masa 235 y 238, respectivamente. Estos serían:
En este caso, ambos isótopos tienen características bastante diferentes, el primero llamado Uranio-235 se utiliza en reactores nucleares mientras que el segundo llamado Uranio-238 carece de estas características radiactivas. Como vemos, todos los isótopos de los elementos son nombrados según el nombre del elemento y el número del isótopo, que corresponde al número de masa que posee, sin embargo, los isótopos de hidrogeno se caracterizan por tener nombres diferentes como vimos en el ejemplo anterior.
Finalmente, cabe mencionar que las propiedades químicas de un elemento se encuentran determinadas principalmente por los protones y electrones del átomo, es decir, los neutrones no tienen incidencia sobre los cambios químicos en condiciones normales. Esto quiere decir a su vez que los isótopos de un elemento tienen propiedades químicas similares, forman el mismo tipo de compuestos y poseen reactividades semejantes.