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Liceo N° 1 Javiera Carrera, Bachillerato Química, Nivel Octavo Básico
Guía N°9 “Propiedades nucleares”
Nombre de la alumna: _________________________________________Curso:_______
Eje: Materia y sus transformaciones
Objetivos:

Identificar y aplicar las propiedades nucleares: número atómico y número másico.

Determinar las masas atómicas de los elementos.

Identificar los isótopos, isobaros e isótonos.
A
partir de modelos atómicosse establece que en el átomo se distinguen dos partes: el núcleo y la
envoltura:
El núcleo es la parte central del átomo y
contiene partículas con carga positiva, los
protones, y partículas que no poseen carga
eléctrica, los neutrones. La masa de un
protón es aproximadamente igual a la de un
neutrón.
La envoltura (también llamada corteza) es
la parte exterior del átomo. En ella se
encuentran los electrones, con carga
negativa. Éstos, ordenados en distintos
niveles de energía, girando alrededor del
núcleo. La masa de un electrón es unas
2000 veces menor que la de un protón.
A continuación, se muestra una tabla con las propiedades de las partículas subatómicas.
Propiedades Nucleares
Número Atómico (Z):
Es el número de protones que tiene un átomo en su núcleo.
Dado que en un átomo neutro existen igual número de electrones que de protones, el número
atómico indica también el número de electrones que contiene un átomo.
Z = p+ = eAsí por ejemplo, el oro se diferencia del plomo en el número de protones que contienen sus
núcleos.
Oro: 79 p+
Plomo: 82 p+
Esta pequeña diferencia de 3 protones en el núcleo determina las diferencias tan grandes que
existen entre ambos metales. No hay 2 elementos diferentes que tengan el mismo número
atómico.
1
El número atómico se indica en la esquina inferior izquierda del símbolo químico.
Ejemplo átomo de carbono:
Símbolo= C
Z=6
6C
Las propiedades químicas de un determinado elemento, es decir, la forma de combinarse con otros
para formar compuestos, dependen fundamentalmente del número de electrones que contienen los
átomos de dicho elemento.
Número Másico (A)
Es el número total de protones y neutronesque tiene un átomo en su núcleo.
A = p+ + n°
De acuerdo a esta ecuación, se puede obtener el número de neutrones.
n° = A - p+
Por ejemplo, el átomo de Au tiene un Z= 79 y un A = 197, es decir, contiene en el núcleo 79 protones
y 118 neutrones y en la envoltura 79 electrones.
En el núcleo se concentra toda la masa del átomo. La masa de los electrones es tan pequeña que
se desprecia.
Para representar el número atómico y la masa de un elemento, existen varia formas de anotarlo:
X = símbolo de un elemento.
Z = número atómico (número de protones)
A = número de masa (Z + n ).
Por ejemplo, si el carbono (C ) tiene 6 protones y 6 neutrones; se anota
ISÓTOPOS
Como se mencionó anteriormente, no existen dos elementos que posean el mismo número
atómico, ya que éste es constante para cada elemento. Sin embargo, el número de neutrones no
siempre es constante para un mismo elemento.
Por ejemplo, el átomo de oxígeno tiene 8 protones y 8 neutrones en su núcleo y su masa atómica
es 16. Pero se pueden encontrar átomos de oxígeno que tienen 8 protones y 9 neutrones en su
núcleo y que, por tanto, su masa atómica es 17, y otros átomos de oxígeno que tienen 8 protones y
10 neutrones en su núcleo con A = 18.
Estos átomos se representan así:
Los átomos que tienen el mismo número atómico pero diferente número másico, se denominan
isótopos.
2
La mayoría de los elementos están formados por mezclas de varios isótopos. Por ejemplo, existen en
la naturaleza 3 isótopos diferentes del hidrógeno.
Protio
Protones =1
Neutrones =
0
N° másico=
1
Deuterio
Tritio
Protones =1
Neutrones =1
Protones =1
Neutrones =2
N° másico = 2
N° másico = 3
El isótopo más abundante es el que contiene en el núcleo un solo protón, es decir, el conocido
comoprotio
En mucha menor cantidad existe también el isótopo que contiene un protón y un neutrón en el
núcleo,conocido con el nombre dedeuterio
Existe un tercer isótopo llamado tritio, cuya estructura es
Todos los isótopos de un elemento presentan las mismas propiedades químicas, ya que estas se
relacionan con el número de electrones. Sin embargo, presentan algunas diferencias en sus
propiedades físicas como la masa o la capacidad de desintegrarse radiactivamente.
ISÓBAROS
Existen en la naturaleza átomos que presentan distintos números atómicos e igual número másico. En
este caso, dichos átomos se denominan isóbaros.
Ejemplo:
Protones = 18
Neutrones = 22
N° másico= 40
Protones = 20
Neutrones = 20
N° másico= 40
Los isóbaros tienen diferente número de protones y por ende, también diferente el número de
electrones e igual la suma de protones y neutrones. Se presenta en diferentes átomos.
ISÓTONOS
Los átomos que presentan distintos números atómicos y distintos números másicos, pero que poseen
igual número de neutrones, se denominan isótonos. Al igual que los isóbaros, se presenta en
elementos diferentes.
Ejemplo:
Protones = 11
Neutrones = 12
N° másico = 23
Protones = 12
Neutrones = 12
N° másico = 24
3
En resumen:
Isótopos
Poseen
• Igual número de protones
• Distinto
número
de
neutrones
• Propiedades
químicas
iguales y propiedades
físicas diferentes.
Isóbaros
Isótonos
Poseen
Poseen
• Igual número de masa
• Diferente número de
• Diferente
número
masa
atómico
• Diferente
número
• Diferente número de
atómico
neutrones
• Igual
número
de
• Propiedades físicas y
neutrones
químicas diferentes
• Propiedades físicas y
químicas diferentes
Iones
No olvidar que un elemento químico está caracterizado por el número de protones de su núcleo.
En ocasiones puede ocurrir que un átomo pierda o gane un electrón. Cuando esto ocurre, el átomo
queda cargado eléctricamente, formándose un ión.
Cuando el átomo pierde electrones, queda eléctricamente positivo, llamándose catión.
Cuando el átomo gana electrones, queda eléctricamente negativo y se denomina anión.
Ejemplo:
El sodio (Na) neutro tiene en la envoltura un total 11 electrones., éste se puede convertir en
catión cuando en su última capa pierde un electrón (Na+).
sodio
En el caso del hidrógeno (Cl), el átomo neutro tiene 17 electrones en su última capa, éste se puede
convertir en anión (Cl -) cuando acepta un electrón.
MASA ATÓMICA
La masa de los átomos está dada por la masa de su núcleo, es decir, la suma de protones y
neutrones.
Como las unidades de kilogramo y gramo son muy grandes para expresar la masa de los átomos,
se definió una nueva unidad, llamada unidad de masa atómica (u), que corresponde a la doceava
parte de la masa de un átomo de carbono-12. En la actualidad, para medir la masa atómica o
molecular, se utiliza un espectrómetro de masas.
4
Cálculo de masa atómica promedio:
La masa atómica se determina obteniendo un promedio de todos los isótopos, de acuerdo a la
abundancia en que se encuentren en la naturaleza. Para determinar la masa atómica de un
elemento, se debe:
 Anotar cada uno de los isótopos que tiene el elemento y su abundancia relativa en la
naturaleza.
 Considerar que el valor de masa expresado en u para cada isótopo de un elemento,
corresponde al valor de su número másico (A).
Luego, se aplica la siguiente expresión:
Masa atómica = (A del isótopo 1 x % de abundancia) + (A del isótopo 2 x % de abundancia)
Promedio
100%
Ejercicio de ejemplo:
Se sabe que la abundancia relativa en la naturaleza de cada uno de los isotopos del neón es: 90,0
% de Ne-20. 0,27% de Ne-21 y 9,73% de Ne-22. Con estos datos, calcular la masa promedio del
neón.
Masa atómica = (20 x 90) + (21 x 0,27)+ (22 x 9,73)=20,18 u
Promedio de Ne
100
ACTIVIDADES PROPUESTAS
1. Complete el siguiente recuadro según corresponda:
Elemento
Cobalto
Símbolo
Z
p+
Cu+2
n
e-
34
27
19
A
59
39
Zr
11
10
Argón
Mg+2
Bismuto
209
-
Cl
Hierro
26
Fósforo
15
Al
30
22
16
+3
18
10
2. Cuántos neutrones contiene el núcleo de:
a)
b)
c)
238
U92 = _____________
Sr38= _____________
37
Cl17= _____________
90
3. ¿Cuántos neutrones contiene el núcleo de Molibdeno 90 (Z=42)?
5
27
4. Indique si las siguientes especies químicas:
isóbaros o isótonos.
234 Pa y 234 Th
91
90 corresponden
5. Indique silas siguientes especies químicas:39X +
18
isóbaros o isótonos. 19
6. Indique si los siguientes átomos:
isótonos.
12
14
15
5B 7N 8O
y
39
Y
a: isótopos,
corresponden a: isótopos,
pueden ser clasificados como: isótopos, isóbaros o
7. Determine la masa atómica de Ca, a partir de sus 2 isótopos.
Isotopo
Ca – 40
Ca – 44
%de
98
2
abundancia
8. Determine la masa atómica de Xe, a partir de sus 9 isótopos.
Isotopo
Xe – 124
Xe – 126
Xe – 128
Xe – 129
Xe – 130
Xe – 131
Xe – 132
Xe – 134
Xe – 136
%de
0,08
0,08
2,31
27,13
4,18
20,67
26,45
10,31
8,79
abundancia
6
7