Zoología

Química General II

Caracterización de los átomos

Contenido del artículo
Número atómico
Número de masa
Masa atómica
La masa atómica vista por los químicos

El átomo está formado por piezas sub-atómicas que lo conforman. Hay un grupo de protones (p) relativamente masivos, de carga positiva (+1) que residen en su centro en un pequeño núcleo, y hay además un grupo de electrones (_e) menos masivos, cargados negativamente (-1) que se mueve en el exterior del núcleo positivo. Una ley fundamental de la física dice que la carga eléctrica opuesta de las partículas produce una atracción mutua entre ellas, lo que implica que los electrones no pueden abandonar el átomo (a menos que se suministre una gran cantidad de energía), ya que la atracción impide que puedan alejarse del núcleo.

La tercera partícula sub-atómica es el neutrón (n). Esta partícula no tiene carga; es eléctricamente neutra y tiene aproximadamente la misma masa que el protón.

Número atómico

La cantidad de protones en el núcleo de un átomo es el número atómicode ese átomo y  comúnmente se representa como Z. El número atómico es extremadamente importante ya que, él solo, determina la identidad del átomo. Un átomo con 1 protón (número atómico 1) será siempre hidrógeno o un átomo con 6 protones (número atómico 6) será siempre carbono y así sucesivamente con el resto de los elementos químicos.

El número atómico es tan importante que los hombres de ciencia se basaron en él para construir la tabla periódica de los elementos, la mas importante clasificación de todos los elementos conocidos, en la que estos elementos están organizados de acuerdo al incremento de los números atómicos.

Ahora, ¿y los neutrones? Estos son partículas sub-atómicas bastante masivas que residen en el núcleo. La mayoría de los átomos de hidrógeno no tienen neutrones en su núcleo; el resto de los elementos tienen al menos uno. Los átomos de carbono con 6 protones usualmente tienen 6 neutrones, pero no hay una proporción simple entre protones y neutrones en el núcleo del átomo, especialmente en los átomos de los elementos mas pesados de la tabla periódica, por ejemplo, un núcleo típico de uranio, con 92 protones (número atómico 92) contiene 146 neutrones.

Número de masa

Junto con el número atómico los químicos han definido otra cantidad llamada número de masa (o número másico). El número másico de un átomo es simplemente la suma de la cantidad de protones y la cantidad de neutrones en el núcleo, de esta forma, el número de masa del hidrógeno es 1 (1 protón + 0 neutrones), el del carbono es 12 ( 6 p + 6 n) y el del uranio es 238 (92 p + 146 n).

En la práctica un mismo elemento puede tener diferentes cantidades de neutrones en el núcleo, por ejemplo, el carbono con 6 protones puede existir con 6, 7 y 8 neutrones en su núcleo y esta diferencia no implica que sean elementos diferentes, todos siguen siendo carbono ya que el número atómico 6 (6 protones) es la única característica que define la identidad de un elemento a pesar de que esos tres átomo de carbono no son idénticos. Estas tres variantes son ejemplos de lo que se conoce como isótopos.

Los isótopos son diferentes versiones de un mismo elemento (tienen el mismo número atómico) que contienen diferentes cantidades de neutrones en el núcleo (diferente número másico) y debido a que son el mismo elemento tienen las mismas propiedades químicas (con diferencias sutiles que salen del alcance de este artículo).

En química se suele representar los isótopos de un elemento mostrando tanto en número atómico como en número de masa junto con el símbolo del elemento. El número de masa se escribe como un sobreíndice y el número atómico como un subíndice.

 
Muy a menudo el número atómico se omite de esta forma de notación de forma que lo normal es que los tres isótopos del carbono se escriban como 12C, 13C y 14C, debido a que el número atómico "desaparecido" ya se sabe que es 6 siempre para el carbono por definición. Otra forma usual de representar esos mismos isótopos son carbono-12, carbono-13 y carbono-14.