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El Valle Sanchinarro
Dpto. Ciencias
Asignatura: FyQ 3º ESO
Ficha teórica
Elementos: átomos e isótopos
Revisado:09/08/20
17 Páginas: 1/9
Elemento: átomos e isótopos
1. ¿Qué es un elemento químico?
Sustancia pura cuyas partículas más pequeñas, a las que llamamos átomos, poseen la
misma cantidad de protones en el núcleo.
2. ¿Qué es un átomo?
La partícula más pequeña en que se puede dividir un elemento químico.
Atendiendo a la capacidad de combinación, se define como la unidad más pequeña de
combinación entre átomos para formar sustancias diferentes. Por tanto, un átomo mantiene su
identidad (carácter o “personalidad” independientemente de la sustancia de la que forme
parte).
3. ¿Qué es una sustancia pura?
Una sustancia cuyas partículas más pequeñas se pueden separar con métodos de separación
físicos
4. Tipos de sustancias puras:
Elementos químicos y compuestos químicos
5. ¿Cuál es la parte más pequeña en que se puede dividir un elemento químico
determinado o concreto?
El átomo del elemento químico en cuestión, es decir la combinación concreta de protones,
electrones y neutrones que constituyen el átomo del elemento.
Si lo divides más encontramos protones, neutrones y electrones, que son partículas que poseen
todos los elementos y que por tanto no sirven para identificar un elemento.
6. ¿Cuál es la parte más pequeña que identifica un compuesto químico
determinado o concreto?
La molécula concreta, es decir, la combinación concreta de elementos en proporciones fijas o
constantes. Si dividimos las moléculas nos encontramos con átomos, y los átomos, como
acabamos de explicar en la pregunta anterior, identifican elementos.
7. ¿Cuál es la parte más pequeña en que se puede dividir un compuesto químico
determinado o concreto?
La molécula, porque si la dividimos más tendremos átomos, los cuales identifican elementos, y
la molécula habría perdido su identidad, su “personalidad”, que es la que da personalidad a un
compuesto químico.
8. ¿Cuál es la parte más pequeña que identifica un compuesto químico
determinado o concreto?
La molécula, porque si lo divides más te encuentras con átomos, los cuales son partículas que
identifican a cada elemento químico y que por tanto no sirven para identificar un compuesto
químico
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Algunas ideas que se han de tener claras:

Una molécula puede contener, o es posible que contenga, o esté constituida por átomos
iguales, es decir, átomos de un solo elemento.
Tenemos muchos ejemplos O2, O3, H2, Cl2, F2, S8, N2, I2, S4, etc. Se las llama homomoléculas.

También es posible que una molécula de un compuesto químico esté formada por átomos
de más de un elemento, es decir, por átomos diferentes.
Los ejemplos son innumerables: H2O, CO2, CO, NH3, H2SO4. Se las llama heterómoléculas.

Normalmente se habla de compuestos químicos, pero en ocasiones se escucha o se lee
sustancias químicas para referirnos a compuestos químicos. Ambas expresiones son
equivalentes.
9. ¿Qué partículas constituyen o forman los átomos, y por tanto reciben el
nombre de partículas atómicas?
Protones, electrones y neutrones. A veces, por ser partículas más pequeñas que los átomos,
también se las llama partículas subatómicas.
10.¿Qué carga posee cada una de las atómicas?
Los protones tienen carga positiva, los electrones muestran carga negativa y los neutrones no
tienen carga o son neutros o poseen carga nula.
11.¿Cuáles de las partículas atómicas responsables de la masa del átomo o masa
atómica?
Protones y neutrones, porque la masa de estas partículas es unas 1840 veces superior a la
masa de un electrón. Protones y neutrones poseen masa parecida.
Sería como comparar la masa de una persona de 80kg con la masa de una persona de 80kg·1840=147200kg.
Si en un contenedor tuviéramos un cuerpo de 80kg y otro de 147200kg y nos preguntasen qué cuerpo sería el
responsable de la masa del contenedor, responderíamos que el de más de 147 toneladas; la aportación del cuerpo de
80kg a la masa total del contenedor es insignificante.
12.Dónde se encuentran las partículas atómicas responsables de la masa del
átomo?
En el núcleo del átomo o núcleo atómico.
13.¿Cómo se llama, simboliza y define el número que caracteriza la masa de un
átomo?
Se llama número másico. Se simboliza con la a mayúscula, A. Se define como la suma de la
cantidad de protones y neutrones de un átomo.
14.¿Por qué se llama número másico a la suma de protones y neutrones?
Porque protones y neutrones son los responsables fundamentales de la masa del átomo.
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15.¿Qué partículas atómicas se emplean para identificar a cada elemento
químico concreto y por qué?
Se eligieron los protones porque son las partículas cuya cantidad es más difícil de modificar, es
decir, su cantidad permanece fija o invariable prácticamente siempre. Las únicas ocasiones en
que varía la cantidad de protones es en los procesos radiactivos y en las reacciones nucleares
de fusión (unión de núcleos) o fisión (rotura de núcleos).
16.¿Por qué no se emplean otras partículas?
Porque tanto la cantidad de electrones como la de protones puede variar con relativa
facilidad.
Recordemos que los electrones saltan con relativa facilidad entre los cuerpos.
Por otra parte, se comprobó que dentro de un mismo elemento, había átomos que tenían el
mismo número de protones pero distinto número de neutrones, y que sin embargo, sus
características eran muy parecidas, es decir, podían considerarse átomos pertenecientes a un
mismo elemento.
17.¿Qué es o cómo se define el número atómico, cómo se simboliza y para qué
sirve?
El número atómico es o se define como la cantidad de protones que contienen los átomos
de un elemento concreto en el núcleo. Se simboliza con la letra z mayúscula, Z. Sirve para
identificar elementos químicos.
18.¿Qué identifica el número atómico, átomos o elementos?
El número atómico identificar elementos, pero no átomos. También podemos decir que
identifica átomos, pero pertenecientes a un mismo elemento, con lo cual estamos diciendo de
nuevo que el número atómico identifica elementos.
Vayamos por partes.
- El número atómico es la cantidad de protones que posee un átomo en el núcleo.
- Un elemento contiene átomos con la misma cantidad de protones, pero átomos con la misma cantidad de
protones pueden contener distinto número de neutrones.
Pensemos en un ejemplo. El número atómico 1 identifica al elemento hidrógeno (o a todos los átomos del
elemento hidrógeno). Sin embargo, el elemento hidrógeno está compuesto por átomos de protio sin ningún neutrón,
por átomos de deuterio, con un neutrón, y por átomos de tritio, con dos neutrones en el núcleo.
19.¿Qué es un isótopo?
Cada uno de los átomos de un mismo elemento que posee distinto número de neutrones.
Un elemento está formado por átomos con el mismo número de protones, pero el número de
neutrones puede variar.
20.¿Qué identifica el número másico, átomos, elementos o isótopos?
El número másico identifica isótopos de un mismo elemento, porque expresa la suma de
protones y neutrones del núcleo de cada átomo, y tal valor es único para cada isótopo.
No identifica átomos porque es posible que átomos diferentes posean el mismo número
másico. Esto ocurriría pocas veces, y estos átomos pertenecerían a elementos diferentes.
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No identifica elementos por la misma razón anterior, que en definitiva es la razón por la
que no se usa la cantidad de neutrones para identificar un elemento: porque la cantidad de
neutrones puede variar para un mismo elemento.
Por ejemplo, el H-3 y el He-3 tienen el mismo número másico; C-14 y N-14; N-15 y O-15; S36 y Ar-36; etc.
21. ¿En qué proporción se encuentran protones y neutrones en el núcleo?¿Qué
consecuencia tiene esto en cuanto al Z y el A?
Suele haber una cantidad muy parecida de ambas partículas. La consecuencia es que el A suele
ser un número cercano al doble del Z.
22.¿Cómo se simboliza un elemento?
Con una o dos letras, la primera en mayúscula.
23.¿Cómo se simboliza un isótopo?
Con el símbolo del elemento seguido del número másico separado por un guión.
24.¿Todos los átomos son isótopos o todos los isótopos son átomos?
Ambas afirmaciones son correctas, pero átomo es el concepto inicial y más general, del cual
derivó el concepto de isótopo, por lo cual nos quedamos con que todos los isótopos son
átomos.
25.¿Cómo se simboliza cualquier átomo (y por tanto cualquier isótopo)?
Con el símbolo del elemento acompañado a la izquierda de un subíndice con el valor del
número atómico y con un superíndice con el valor del número másico.
A
Z
X
26.Indica si son o no posibles las siguientes situaciones razonando tu decisión.
Frase
Sí, no o absurda
Argumentos para justificar la respuesta
Átomos del mismo elemento con el mismo número másico
Porque serían el mismo isótopo
Sí
Átomos diferentes del mismo elemento con el mismo número másico
No
Porque la única diferencia que pueden poseer átomos del mismo elemento es la cantidad de
neutrones, que es como decir el número másico (pues la cantidad de protones debe ser la misma)
Átomos de elementos diferentes con el mismo número de electrones
Sí
Siempre se trataría de elementos con Z cercanos, pero sí es posible porque los electrones se
pueden ceder con cierta facilidad.
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Átomos iguales con distinto número de neutrones
No
No, porque si son iguales deben serlo en la cantidad de todas sus partículas; si son iguales deben
tener el mismo número de neutrones.
Átomos iguales con distinto número de electrones
No
No, porque si son iguales deben serlo en la cantidad de todas sus partículas; si son iguales deben
tener el mismo número de neutrones.
Átomos iguales con distinto número de protones
No
No, porque si son iguales deben serlo en la cantidad de todas sus partículas; si son iguales deben
tener el mismo número de neutrones.
Elementos con el mismo número másico
Absurdo
Esta frase es absurda, pues el número másico no se define para elementos, sino para átomos e
isótopos. Por tanto, ni sí, ni no, la frase no tiene sentido.
Elementos diferentes con el mismo número atómico
No
Precisamente el Z es el valor característico para distinguir elementos, por tanto, si un elemento es
diferente a otro, por definición de Z, o necesariamente sus números atómicos deben ser
diferentes.
Elementos diferentes con el mismo número de electrones
El número de electrones se define para átomos e isótopos, por tanto la frase es absurda
Absurda
Elementos diferentes con la misma cantidad de protones
No
El número de protones se define para átomos e isótopos, sin embargo, debido a que la cantidad de
protones o número atómico caracteriza a cada elemento, el número de protones también pasa a
definir o caracterizar elementos, por tanto esta frase no es absurda, aunque es falsa, pues si son
elementos diferentes, necesariamente habrán de poseer cantidad distinta de protones
Isótopos diferentes con la misma cantidad de neutrones
No
Porque la cantidad de neutrones es precisamente lo que distingue a los isótopos de un mismo
elemento, por lo que isótopos diferentes tendrán cantidades diferentes de neutrones
Isótopos iguales con la misma cantidad de neutrones
Sí
Porque la cantidad de neutrones es precisamente lo que distingue a los isótopos de un mismo
elemento, por lo que isótopos iguales tendrán cantidades iguales de neutrones
Isótopos iguales con la misma cantidad de protones
Sí
Porque para ser iguales tendrán que tener, ya en principio la misma cantidad de protones. De no
ser así estaríamos ante isótopos que pertenecerían a elementos diferentes.
Isótopos iguales con la misma cantidad de electrones
Sí
Todos los isótopos neutros de un elemento tendrían el mismo número de electrones, y en general,
todos los isótopos con la misma carga lo cumplirían.
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27.Responde con la tabla periódica delante:
a. Cuál es la masa elemental del ...
b. Cuál es el número atómico del elemento químico ...
c. Cuál es el símbolo del elemento químico llamado...
La masa de los átomos y los isótopos
Para hablar de masas de átomos e isótopos, hemos de definir una unidad de
masa muy pequeña, y la llamamos precisamente unidad de masa atómica, cuyo
símbolo es la u (en muchos textos se lee uma, pero según la IUPAC, no es
correcto, basta con u).
Podemos hablar de masa atómica y también de masa isotópica, según nos
refiramos a átomos o isótopos, pero es correcto emplear masa atómica para unos
y otros.
28.¿Cómo se deduce la masa de cualquier isótopo de cualquier elemento
Anotando la unidad u al lado del número másico
29.¿Qué dos isótopos de un elemento químico concreto son los más abundantes?
Los que posean masas atómicas exactas mayores y menores que la masa elemental del
elemento concreto.
30.¿Es posible que dos isótopos posean la misma masa atómica?
No, porque los isótopos, al diferenciarse en la cantidad de neutrones, precisamente también se
diferenciaran en su masa atómica, porque los neutrones son (junto con los protones), las
partículas responsables de la masa de un átomo.
31.¿Cuál es la masa atómica de los tres isótopos del hidrógeno?
Isótopo
Símbolo
Masa isotópica
H-1
1
1
H
1u
H-2
2
1
H
2u
3
3u
1
Observa que el ejercicio se podría haber resuelto dando, únicamente, como información la
columna primera o bien la segunda.
Puedes practicar este ejercicio con todos los elementos que quieras de la tabla periódica, para
lo cual te servirá la tabla del archivo Excel con los datos isotópicos.
H-3
H
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32.Los datos con el porcentaje de abundancia en que cada uno de los isótopos de
un elemento aparecen en la naturaleza encierran otra información muy
interesante. ¿Cuál?
Indican la estabilidad de cada uno de los isótopos existentes por una parte, y por otra, que
el resto de posibles isótopos no son lo suficientemente estables para existir. En el caso del
hidrógeno, el protio es muchísimo más estable que el deuterio y que el tritio, y no hay más
isótopos de hidrógeno porque no poseen estabilidad alguna en las condiciones de presión y
temperatura de nuestro universo.
La masa elemental
Si tuviéramos que manejar en una tabla todos los isótopos de los
aproximadamente 112 elementos conocidos, teniendo en cuenta que hay unos
350 isótopos en total, la tabla periódica se complicaría bastante en tamaño, y
mucha de la información estaría repetida, pues lo único que aporta cada isótopo
es el dato de los neutrones, es decir, la masa atómica, lo demás es lo mismo.
Por ello, se decidió tomar una masa determinada para cada elemento que
representase la masa de todos sus isótopos. De este modo, las masas de todos los
isótopos de cada elemento quedaban representadas por un único valor al que le
se llamó masa elemental o masa del elemento.
Para calcular esta masa, en principio, podría pensarse en la media aritmética.
Pero la media aritmética siempre daría valores de masa cercanos a las masas de
los isótopos más pesados, pudiendo ser éstos isótopos los más abundantes o no.
El valor más correcto para la masa elemental debía ser cercano al valor de la
masa de los isótopos más estables, y para ello la estadística nos ofrece la media
ponderada. La media ponderada incluye los porcentajes de abundancia. Veamos
un ejemplo
Isótopo
Nombre
U-234 uranio-234
Símbolo
234
92 U
% de abundancia
0,0057
U-235
uranio-235
235
92
U
0,72
U-238
uranio-238
238
92
U
99,27
M
elemento

234u·0, 0057  235u·0, 72  238u·99, 27
 237,968u
100
Podéis practicar ejercicios buscando en la red la abundancia de cada uno de los isótopos
de cada elemento. Como orientación, disponéis del archivo Excel con los datos para los
isótopos.
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33.Completa la siguiente tabla sobre las partículas atómicas y simbología de
isótopos
Nombre
Hidrógeno 2 o
H-2
Deuterio
Neón-22
Ne-22
Isótopo
Z
n
A
q
p+
e-
H
1
1
2
0
1
1
Ne
10
12
22
0
10
10
8
9
17
0
8
8
92
143
235
0
92
92
6
8
14
+4
6
2
2
1
22
10
Oxígeno-17
O-17
17
8
Uranio-235
U-235
235
92
Carbono-14
O
U
4
C-14
14
6
C
Magnesio-26
M-26
26
12
Mg
12
14
26
0
12
12
Sodio-23
Na-23
23
11

23
12
23
+1
11
10
Na
Puedes practicar este ejercicio buscando datos de Z y A de isótopos en el archivo de Excel de
isótopos.
34.Consulta la tabla periódica y anota la masa atómica aproximada de los
elementos siguientes:
elemento
H
Li
Be
B
C
N
O
F
Na
m atómica
elemento
Mg
Al
Si
P
S
Cl
K
Ca
Cr
m atómica
elemento
Mn
Fe
Ni
Cu
Zn
As
Se
Br
Ag
m atómica
elemento
Sn
I
Cs
Ba
Pt
Au
Hg
Pb
Ra
m atómica
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35. A partir de las masas atómicas del apartado anterior, determina la masa
molecular de las sustancias siguientes:
Sustancia
Gas Hidrógeno
Carbono
Etanol
Ácido nítrico
Butanona
Sodio
Sulfato de calcio
Metilbenceno
Sulfato de aluminio
Benceno
Clorato de potasio
Cloruro de amonio
Nitrato de plata
Sulfato de amonio
Nitroglicerina
Óxido de níquel (III)
Pentacloruro de fósforo
Hidrogenosulfuro de amonio
Ácido acético
Ácido cloroacético
Dicromato de potasio
Sulfato de cromo (III)
Sacarosa
Fórmula
H2
C
C2H6O
HNO3
C4H8O
Na
CaSO4
C7H8
Al2(SO4)3
C6H6
KClO3
NH4Cl
AgNO3
(NH4)SO4
C3H5(NO3)3
Ni2O3
PCl5
NH4HS
CH3COOH
ClCH2COOH
K2Cr2O7
Cr2(SO4)3
C12H22O11
Masa Molecular
36.Completa la siguiente tabla para calcular las masas de las moléculas de las
sustancias indicadas.
Sustancia
H2O
NH3
KClO3
Na3PO4
Ca(NO3)2
37.
H
1,01u
x2
x3
M atómica de los elementos constituyentes
N
O
Na
P
Cl
K
Ca
Mmolecular
14,01u 16,00u 22,99u 30,97u 35,45u 39,10u 40,08u
x1
18,02u
x1
17,04u
x3
x1
x1
122,55u
x4
x3
x1
163,94u
x2
x6
x1
164,1u