Estructura Atómica / Número Atómico y Número Másico.

Las partículas subatómicas.

En este artículo de Ensamble de Ideas, vamos a hablar sobre las partículas subatómicas y la estructura atómica. Estos contenidos son un pilar importante en el estudio de materias como Fisicoquímica de 2do Año de Escuelas Secundarias de muchos países.

¿De qué hablamos cuando hablamos de partículas subatómicas? Una partícula subatómica es una partícula mucho más pequeña que el átomo. Es decir, hablamos de las partículas que componen al átomo, como los protones y neutrones -que se encuentran dentro del núcleo- y los electrones -que se encuentran fuera del núcleo atómico-.

En el cuadro sobre estructura atómica de la parte de abajo, podremos ver las características de los protones y electrones. ¿Por qué hemos decidido agruparlas en este cuadro? Porque son las únicas que SÍ presentan carga eléctrica. En particular, los electrones presentan carga eléctrica negativa (-) y los protones tienen carga eléctrica positiva (+).

En un átomo neutro (es decir, que no tiene carga eléctrica neta o total), la cantidad de protones siempre es igual a la cantidad de electrones. Esto significa que si un átomo tiene 20 protones, tendrá entonces 20 electrones, ni más ni menos. Además de su ubicación y su carga eléctrica, en el cuadro encontrarán la masa de cada uno.

Ampliemos un poco más los conceptos de electrón y protón que hasta aquí han visto. Recuerden que de los electrones dependen las propiedades químicas de cada elemento.

Ahora observen las características de ubicación, masa y caraga de los neutrones, partículas que se encuentran dentro del núcleo pero que no tienen carga eléctrica.

¡Cuidado! Es muy común confundirse diciendo que los neutrones tienen carga eléctrica negativa. Eso es incorrecto. Los neutrones no tienen carga eléctrica (es decir, su carga es neutra, vale cero).

Estructura Atómica

El número atómico y el número másico.

En el estudio de la estructura atómica, es importantísimo conocer lo que es el número atómico y el número másico. Cada elemento posee una determinada cantidad de protones (quienes les concede las particularidades propias de cada uno), constituyendo el llamado número atómico. En un átomo estable, la cantidad de protones es la misma que la cantidad de electrones; así, un elemento con dos protones tendrá, entonces, dos electrones.

Al número atómico se lo representa con la letra Z y usualmente está resaltado en la tabla periódica con un número muy grande.

Por otro lado, se denomina número másico a la suma de los protones y los neutrones, desconsiderando en esta operación a los electrones.

Al número másico se lo representa con la letra A y usualmente está con comas en la tabla periódica, situado debajo del nombre. Es importante que redondeen ese valor.

Te recomendamos el siguiente video de Ensamble de Ideas en donde te explicamos paso a paso cómo obtener la estructura atómica de un elemento con la tabla periódica:

Ejemplo 1 de Estructura Atómica

¿Cuántos neutrones posee el elemento aluminio (Al) que posee las siguientes características: A = 27 (aprox.) y Z = 13?

Un elemento con A = 27 y Z = 13 indica que el mismo tiene un número másico de 27 y un número atómico de 13.

Se debe aplicar la fórmula

A = Z + N

para obtener la cantidad de neutrones. Así, el elemento posee 14 neutrones en su núcleo, ya que

27 = 13 + N

27 – 13 = N

N = 14

Ejemplo 2 de Estructura Atómica

¿Cuántos electrones tiene el elemento hierro (Fe) que posee 30 neutrones y un número másico es igual a 55,85?

Los elementos frecuentemente tienen un número másico constituido por decimales distintos a cero (como en el caso del calcio, cuyo A = 40,08), en estos casos se debe redondear ese número (el calcio tendrá, entonces, un número másico de 40). Por lo general, cuando el primer decimal es menor que cinco el redondeo se establece como el ejemplo dado, en donde sólo se colocó 40 en vez de 40,08. De este modo, un elemento con  A = 137,3 conviene redondear a A = 137. Por otra parte, si el primer decimal es mayor o igual a cinco, se redondea como en el caso siguiente: A = 122, en vez de A = 121,8.

Si el elemento hierro (Fe) posee 30 neutrones y su número másico es aproximadamente igual a 56 (pues su A = 55,85), tendrá 26 electrones, porque:

56 = Z + 30

 56 – 30 = Z

 26 = Z

Recuerden que Z corresponde al número atómico, y éste, a la cantidad de protones que posee el elemento. Si el hierro contiene 26 protones en su núcleo, entonces tendrá 26 electrones, debido a que en un átomo estable, la cantidad de electrones (e^–) es igual a la cantidad de protones (p⁺) del mismo.