CONCEITOS FUND. ATOMOS KÁTIA

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UNIVERSIDADE DE TAUBATÉ
INSTITUTO BÁSICO DE EXATAS
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA 
DISCIPLINA – QUÍMICA GERAL - Profa.Dra Kátia Richetto
CONCEITOS FUNDAMENTAIS RELATIVOS AOS ÁTOMOS
Os números de prótons, nêutrons e elétrons constituem dado importante para caracterizar um átomo, por isso a definição de alguns conceitos que estão diretamente ligados ao átomo, é apresentada a seguir.
1 - NÚMERO ATÔMICO (Z)
	Número atômico é o número de prótons existentes no núcleo de um átomo.
	Num átomo normal, cuja carga elétrica é zero, o número de prótons é igual ao número de elétrons. Por exemplo, quando se diz que o átomo de sódio (Na) tem número atômico 11, isso quer dizer que no núcleo deste átomo existem 11 prótons e, consequentemente, existem 11 elétrons na eletrosfera.
2 - NÚMERO DE MASSA (A)
	Número de massa é a soma do número de prótons (Z) e de nêutrons (N) existentes num átomo. Assim:
	A = Z + N
	É o número de massa que nos informa se um átomo é mais leve ou mais pesado que outro átomo, visto que apenas os prótons e nêutrons dão massa ao átomo, uma vez que a massa dos elétrons é desprezível.
Exemplo de aplicação: Considerando o átomo de sódio que tem 11 prótons, 12 nêutrons e 11 elétrons. Temos, então, para o elemento químico sódio:
- numero atômico: Z= 11 (Nº de prótons = Nº de elétrons = 11)
- numero de nêutrons: N=12
- numero de massa: A=Z + N= 11 + 12=23.
Observações:
Embora tenham valores numéricos próximos, não devemos confundir numero de massa com massa atômica ou peso atômico. A massa atômica indica quantas vezes o átomo é considerado mais pesado que 1/12 do átomo de carbono, de numero de massa 12 (que foi escolhido como PADRÃO). 
Um elemento químico é identificado por seu numero atômico.
Um átomo é identificado pelo numero atômico e pelo numero de massa.
3 - ELEMENTO QUÍMICO
Elemento Químico é o conjunto de todos os átomos com o mesmo numero atômico (Z)
A notação geral de um atómo é: 
 ou 
Por exemplo; ou indica um átomo de cloro que possui 17 prótons e 18 nêutrons no núcleo. Seu numero de massa então é, 17+18=35.
Observação:
Um átomo, em seu estado normal, é eletricamente neutro, ou seja, o número de elétrons na eletrosfera é igual ao número de prótons do núcleo e, em consequência suas cargas se anulam.
Um átomo pode, porém, ganhar ou perder elétrons da eletrosfera sem sofrer alterações em seu núcleo, resultando daí partículas denominadas ÍONS. Quando um átomo ganha elétrons, ele se torna um íon negativo, também chamado ÂNION. Pelo contrário, quando um átomo perde elétrons, ele se torna um íon positivo, também chamado de CÁTION.
4 - ISÓTOPOS, ISÓBAROS E ISÓTONOS
Examinando os números atômicos (Z), de nêutrons (N) e de massa (A) de diferentes átomos podemos encontrar conjuntos de átomos com um ou outro número igual.
4.1 - Isótopos
Isótopos são átomos com mesmo numero de prótons (mesmo Z) e diferente numero de massa (A).
Conclui-se, facilmente, que os isótopos são átomos do mesmo elemento químico que possuem diferentes números de nêutrons, resultando dai números de massa diferentes. Exemplos:
Z = 1 ..................... ..... ......
Z = 8 ..................... ..... ......
Cada Isótopo é também chamado NUCLÍDEO. Os três isótopos do hidrogênio, , e , têm nomes especiais, a saber, hidrogênio, deutério e trítio, respectivamente. Isso, porém, não acontece com os demais, de modo que os três isótopos do oxigênio mencionados acima são conhecidos apenas como oxigênio -16,oxigênio -17 e oxigênio -18 e sua composição isotópica é a da tabela seguinte:
	Isótopo
	Porcentagem
	
 ou O-16
	99,76
	
 ou O-17
	0,04
	
 ou O-18
	0,20
A isotopia é um fenômeno comum na Natureza. Pode-se dizer que quase todos os elementos químicos naturais são formados por mistura de isótopos. Por exemplo, o elemento químico cloro é formado por aproximadamente 75% de cloro-35 e 25% de cloro-37.
Há isótopos naturais radioativos como o carbono-14, usado na determinação da idade de materiais orgânicos, como fósseis, e o urânio-238, utilizado na determinação da idade das rochas. Os radioisótopos, isótopos radioativos artificiais, são fabricados em reatores nucleares e muito empregados em Medicina e na indústria. Na tabela a seguir estãos relacionados alguns radioisótopos e suas aplicações:
	Como são conhecidos
	Representação
	Aplicação
	Iodo-131
	
	Na avaliação e no tratamento de distúrbios da tireóide.
	Tecnécio-99
	
	Na obtenção de imagens do cérebro
	Fósforo-32
	
	Na detecção de tumores na pele.
4.2 - Isóbaros
Isóbaros são átomos de diferentes números de prótons (elementos diferentes), mas que possuem o mesmo numero de massa (A). 
Imediatamente, conclui-se que os isóbaros são átomos de elementos químicos diferentes, mas que possuem a mesma massa, porque um maior numero de prótons é compensado por um menor numero de nêutrons e vice-versa. Exemplos:
A = 40...... ..... .
A = 42...... ............
Os isóbaros têm propriedades físicas e químicas diferentes.
4.3 - Isótonos
	Isótonos são átomos de diferentes números de prótons (elementos diferentes) e diferentes números de massa, porém com mesmo numero de nêutrons (N).
Exemplo:
N= 20...... .....
O átomo de cloro tem N = A – Z = 37 – 17 = 20 nêutrons.
O átomo de cálcio tem N = A – Z = 40 – 20 = 20 nêutrons.
Os isótonos têm propriedades físicas e químicas diferentes.
5 – ÁTOMOS E ÍONS
As substancias que se formam a partir de um grupo de átomos de elementos químicos iguais ou diferentes também possuem equilíbrio de carga elétrica, isto é, são eletricamente neutras.
Quando um átomo, ou um grupo de átomos, perde a neutralidade elétrica, passa a ser denominado íon.
Sabe-se que o numero de prótons não varia para átomos de mesmo elemento químico, tanto que o numero dessas partículas não identifica o elemento. O numero de prótons varia apenas em fenômenos nucleares como a emissão de partículas alfa ou beta por elementos radioativos ou por bombardeamento de núcleos atômicos com partículas aceleradas.
Os fenômenos nucleares devem ser considerados à parte dos fenômenos químicos e físicos porque envolvem a transformação de átomos de um determinado elemento químico diferente, de acordo com leis próprias, distintas das leis que regem as reações químicas e os fenômenos físicos.
Desse modo, para que um átomo, ou grupo de átomos, se transforme em um íon é preciso que o número de elétrons varie.
O íon é formado quando um átomo, ou um grupo de átomos, ganha ou perde elétrons.
Os íons são classificados quanto ao numero de átomos de que são formados e quanto à carga elétrica, como a seguir.
5.1 - Ânions e cátions simples e compostos
Os íons simples são formados por átomos de um único elemento químico.
Quando um átomo ganha elétrons e fica com excesso de carga negativa, ele se torna um íon simples negativo, ou seja, um ânion simples.
Por exemplo, um átomo de oxigênio possui 8 prótons (8 cargas positivas) e 8 elétrons (8 cargas negativas), portanto é neutro: 
 + + + + + + + + Carga zero
 - - - - - - - -
Se o átomo de oxigênio ganhar 2 elétrons, ficará com excesso de 2 cargas negativas e se tornará um ânion bivalente. 
 + + + + + + + + Carga 2-
 - - - - - - - - - -
A carga, por convenção, é sobrescrita à direita do símbolo. O número que indica a quantidade de carga (número de elétrons ganhos ou perdidos) deve vir antes do sinal.
Quando um átomo perde elétrons e fica com falta de carga negativa, ele se torna um íon simples positivo, ou seja, um cátion simples.
Por exemplo: um átomo de magnésio possui 12 prótons (12 cargas positivas) e 12 elétrons (12 cargas negativas), portanto é neutro: 
+ + + + + + + + + + + + Carga Zero
 - - - - - - - - - - - -
Se o átomo de magnésio perder 2 elétrons, ficará com falta de 2 cargas negativas e se tornará um cátion bivalente. 
 + + + + + + + + + + + +
Carga 2+
 - - - - - - - - - -
Observe que:
Se o símbolo do elemento químico estiver sem o valor de carga, estará representando um átomo. Se estiver com o valor da carga, estará representando um íon.
Os íons compostos são formados por átomos de elementos químicos diferentes.
Quando um grupo de átomos adquire um ou mais elétrons, forma-se um íon composto negativo, ou um ânion composto.
Por exemplo, quando um grupo formado por um átomo de enxofre e quatro átomos de oxigênio apresenta dois elétrons em excesso, temos o ânion sulfato, (ânion composto bivalente).
Quando um grupo de átomos perde um ou mais elétrons, forma-se um íon composto positivo, ou um cátion composto.
Por exemplo, quando um grupo formado por um átomo de nitrogênio e quatro átomos de hidrogênio apresenta deficiência de um elétron, temos o cátion amônio, (cátion composto monovalente).
EXERCÍCIOS DE APOIO
A. Quais são os números de prótons (Z), de massa (A), de nêutrons (N) e de elétrons (E) de um átomo de potássio em seu estado normal?
Resolução
O numero de prótons, Z = 19, e o numero de massa, A=39, já estão indicados na representação . O numero de nêutrons é N = A – Z = 39 – 19 = 20. O numero de elétrons é E = Z = 19, pois átomo em seu estado normal significa átomo neutro, onde o numero de elétrons deve ser igual ao numero de prótons.
B. Quais são os números Z, A, N e E de um cátion potássio (K+) com carga elétrica +1?
Resolução
No cátion potássio (K+), os números de prótons (Z=19), de massa (A=39) e de nêutrons (N=20) são iguais ao do próprio átomo de potássio, como calculamos no exercício anterior, pois esses números referem-se ao núcleo do átomo. A eletrosfera, porém, perde um eletron, no instante em que o átomo neutro de potássio (K0) se transforma em cátion potássio (K+). Temos, então, E = 18 elétrons.
1. Quais são os números Z, A, N, e E de um átomo de enxofre em seu estado normal?
2.Quais são os números Z, A, N e E de um ânion S2- com carga elétrica -2?
3.Examine os átomos , , , , . Quais são os isótopos entre si? E os isóbaros? E os isótonos?
4.(Esal-MG) Os átomos e são considerados:
a) isótopos.
b) isóbaros.
c) isótonos
d) isomorfos.
e) isômeros.
5.(UFPI) A representação indica que o átomo do elemento químico ferro apresenta a seguinte composição nuclear:
a) 26 prótons, 20 elétrons e 30 nêutrons.
b) 26 elétrons e 30 nêutrons.
c) 26 prótons, 26 elétrons e 56 nêutrons.
d) 26 prótons e 26 elétrons.
e) 26 prótons e 30 nêutrons
6.(Vunesp) Dentre as alternativas abaixo, indicar a que contem a afirmação correta.
a) Dois átomos que possuem o mesmo numero de nêutrons pertencem ao mesmo elemento químico.
b) Dois átomos com o mesmo numero de elétrons em suas camadas de valencia pertencem ao mesmo elemento químico.
c) Dois átomos que possuem o mesmo numero de prótons pertencem ao mesmo elemento químico
d) Dois átomos com iguais números de massa são isótopos.
e) Dois átomos com iguais números de massa são alótropos.
7.(PUC-RS) O cobalto-60 é muito utilizado na Medicina, para o tratamento do câncer. Em relação a seus isótopos, o cobalto-60 apresenta:
a) o mesmo numero de nêutrons.
b) diferente símbolo químico 
c) o mesmo numero de massa
d) diferentes propriedades químicas.
e) o mesmo numero de prótons.
8.(Osec-SP) Considerando-se os elementos químicos representados por , , e , podemos afirmar que o átomo que apresenta o maior numero de nêutrons no núcleo é:
a) A
b) B
c) C
d) D
e) E
9.(Vunesp) O ion , possui:
a) 19 prótons.
b) 19 nêutrons.
c) 39 elétrons.
d) numero de massa igual a 20.
e) numero atômico igual a 39.
10. (UFGO) O numero de prótons, nêutrons e elétrons representados por é, respectivamente:
a) 56, 82 e 56
b) 56, 82 e 54
c) 56, 82 e 58
d) 82, 138 e 56
e) 82, 194 e 56
11.(FGV-SP) Um certo íon negativo, X3-, tem negativa -3, sendo seu numero total de elétrons 36 e seu numero de massa 75. Podemos dizer que seu numero atômico e numero de nêutrons são, respectivamente:
a) 36 e 39
b) 36 e 42
c) 33 e 42
d) 33 e 39
e) 36 e 75
12.(UFMG) Os íons e possuem o mesmo numero:
a) atômico.
b) de elétrons.
c) de massa.
d) de nêutrons.
13.Um átomo possui 19 prótons, 20 nêutrons e 19 elétrons. Qual dos seguintes átomos é seu isótono?
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
14.Um átomo possui 26 prótons, 30 nêutrons e 23 elétrons. Qual das afirmações abaixo é falsa?
a) O seu numero atômico é 26.
b) O seu numero de massa é 56.
c) Esse átomo é, na realidade, um cátion.
d) No seu núcleo existem 79 partículas.
e) Faltam 3 elétrons para que o átomo fique com carga neutra.
 
Gabarito
	Questão
	Resposta
	Questão
	Resposta
	1
	Z=16, A=32, N=16, E=16
	8
	b
	2
	Z=16, A=32, N=16, E=18
	9
	a
	3
	isótopos: A eC, B e E\ isóbaros:C,E\ isótonos: A,B,D.
	10
	b
	4
	c
	11
	c
	5
	e
	12
	b
	6
	c
	13
	c
	7
	e
	14
	d