Uma espécie química tem 19 prótons 20 nêutrons e 18 elétrons portanto ele pode ser chamado de

Falaremos aqui do modelo atômico mais estudado no Ensino Médio e que serve para explicar a maioria dos fenômenos físicos e químicos pelos quais a matéria passa. Segundo esse modelo, a estrutura do átomo apresenta basicamente duas regiões distintas, que são:

* Núcleo: É uma região maciça, compacta e densa que fica no centro do átomo. O núcleo atômico é divisível, pois é constituído de duas partículas diferentes:

- Prótons:são partículas carregadas positivamente com carga relativa igual a +1. Sua massa relativa também é de 1.

O número de prótons existente no núcleo é chamado de número atômico (Z) e é o responsável pela diferenciação de um elemento químico de outro, ou seja, cada elemento químico é formado por um conjunto de átomos que possui o mesmo número atômico ou a mesma quantidade de prótons.

- Nêutrons: como o próprio nome indica, essas são partículas neutras, isto é, não possuem carga elétrica. Assim, os nêutrons diminuem a força de repulsão entre os prótons no núcleo (tendo em vista que cargas de mesmo sinal repelem-se).

Essas partículas subatômicas possuem a massa relativa praticamente igual à dos prótons, isto é, 1. Mas, na realidade, a massa do nêutron é um pouco maior que a do próton. Isso é interessante porque, se fosse o contrário, isto é, se os prótons fossem ligeiramente mais pesados do que os nêutrons, todos os prótons seriam transformados em nêutrons. O resultado seria que, sem os prótons, os átomos não existiriam.

Para mais detalhes sobre os nêutrons, leia o texto A descoberta da terceira partícula subatômica: o nêutron.

Algumas curiosidades:

• O tamanho do núcleo depende da quantidade de nêutrons e prótons que ele possui. Entretanto, pode ser dito que, em média, o núcleo atômico tem o diâmetro em torno de 10-14 m e 10-15 m.

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• O próton e o nêutron são partículas 100 mil vezes menores do que o próprio átomo inteiro!

• A massa do átomo é dada praticamente somente pelo número de prótons e nêutrons existentes no núcleo. Isso ocorre porque cada próton e cada nêutron são 1836 vezes maiores que um elétron. Por essa razão, a massa dos elétrons torna-se insignificante.

* Eletrosfera: É uma região periférica ao redor do núcleo átomo onde os elétrons ficam girando em volta deste núcleo.

- Elétrons:Estes foram as primeiras partículas subatômicas descobertas (no anos de 1897, por J. J. Thomson). São partículas carregadas negativamente, cuja carga relativa é de -1. Sua carga em Coulombs é igual 1,6.10-19 C.

Apesar de os elétrons serem negativos, o átomo no estado fundamental é neutro, pois ele possui a mesma quantidade de elétrons e de prótons. Isso significa que as cargas negativas dos elétrons anulam as cargas positivas dos prótons, assim, o átomo fica neutro.

Quando os átomos realizam ligações químicas para formar as substâncias simples e compostas, isso ocorre com os elétrons. Há então uma transferência ou um compartilhamento de elétrons entre dois ou mais átomos.

As ilustrações da estrutura do átomo são apenas modelos, mas não representam a realidade. Por exemplo, a maior parte do átomo é um grande vazio. Para você ter uma ideia, pense no átomo de hidrogênio formado por um próton e um elétron. Se o núcleo desse átomo fosse do tamanho de uma bola de tênis, o seu elétron orbitante estaria a uma distância de três quilômetros! A eletrosfera é maior que o núcleo do átomo cerca de 10 000 a 100 000 vezes.

A atomística é a área da Química responsável pelo estudo do átomo, como o histórico dos modelos representacionais do átomo, suas características, representações e notações e os tipos de semelhança entre os átomos.

O que é átomo?

O átomo é a menor unidade que compõe a matéria, ou seja, é a unidade básica de todas as substâncias existentes. A palavra átomo é derivada do grego e significa “sem partes” ou “indivisível”, pois essa foi a primeira ideia que se teve a respeito da estrutura do átomo e da composição da matéria. Apesar do nome ser utilizado até hoje, sabe-se que o átomo é composto por partículas subatômicas, que o caracterizam como uma estrutura divisível.

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Leia também: Evolução dos Modelos Atômicos

Características do átomo

- Número atômico (Z)

O número atômico indica a quantidade de prótons que o átomo possui em seu núcleo, e é o dado utilizado para diferenciar os átomos entre si, uma vez que cada átomo possui uma quantidade de prótons diferente, ou seja, possui números atômicos diferentes. Caso tenha curiosidade sobre o tema, leia nosso texto: Número atômico e número de massa dos átomos.            

- Número de massa (A)

O número de massa de um átomo pode ser calculado com base na soma da quantidade de prótons e nêutrons presentes no seu núcleo. A massa dos elétrons é desprezível em relação à massa dos prótons e nêutrons, por isso podemos afirmar que a massa do átomo está concentrada no núcleo. Podemos utilizar a seguinte fórmula para o cálculo do número de massa:

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A = Z + n      ou      A = p + n

- Elemento químico

Elemento químico é o conjunto de átomos com o mesmo número atômico, e cada elemento químico é representado por um símbolo composto por uma ou duas letras, sendo que a primeira letra, ou no caso de ser apenas uma, deve sempre ser maiúscula. Por exemplo: Na — símbolo do elemento sódio; Mg — símbolo do elemento magnésio; C — símbolo do elemento carbono etc. Caso queira saber mais sobre o assunto, leia nosso texto: Elementos químicos.

- Representação do átomo

Na Tabela Periódica dos elementos químicos, estão representados todos os átomos já encontrados, naturais ou sintéticos, em ordem crescente de número atômico, que vai do 1 até o 118. Como regra, deve conter na representação o símbolo do elemento, o número atômico e o número de massa. Veja um exemplo:

Algumas Tabelas Periódicas trazem informações complementares dos elementos químicos, como: estado físico, número de oxidação, distribuição eletrônica, densidade etc.

Veja também: Distribuição eletrônica e a Tabela Periódica

- Íons

Os átomos nos seus estados fundamentais, como são encontrados na Tabela Periódica, são neutros, isto é, possuem a mesma quantidade de prótons e elétrons em sua estrutura.

No entanto, para a maioria dos átomos, essa igualdade não é possível, uma vez que eles precisam perder ou ganhar elétrons, a fim de tornarem-se estáveis em um estado de energia mais baixo. Quando isso ocorre, dizemos que os átomos tornaram-se íons.

Quando o átomo perde elétrons, ele passa a ter excesso de prótons, ao que damos o nome de cátion. Quando o átomo ganha elétrons, ele se torna negativamente carregado, ou seja, tem mais elétrons do que prótons. Esse íon negativo, com excesso de elétrons, é chamado de ânion.

Esses íons são representados pelas cargas colocadas junto aos seus respectivos símbolos. Vejamos os exemplos:

• Ca 2+ — quando o átomo de cálcio perde dois elétrons, ele se torna um cátion bivalente, representado pela carga 2+.
• Br - — quando o átomo de bromo ganha um elétron, ele se torna um ânion monovalente, representado pela carga –.

Acesse também: Descarga de cátions e ânions

Estrutura do átomo

O modelo atômico atual divide o átomo em duas regiões: o núcleo e a eletrosfera. No núcleo está concentrada a maior parte da massa do átomo e é onde encontramos os prótons, partículas positivas, e os nêutrons, partículas sem carga. Na eletrosfera, encontramos os elétrons orbitando em camadas energéticas ao redor do núcleo.

Semelhança de átomos

Ao analisar dois átomos diferentes, podemos encontrar semelhanças entre a quantidade de suas partículas subatômicas (prótons, elétrons e nêutrons) ou ainda entre seus números de massas. Segue análise de cada um dos tipos de semelhanças atômicas:

• Isótopos: são átomos que possuem a mesma quantidade de prótons, ou seja, o mesmo número atômico (Z), mas diferem quanto ao número de massa. Por exemplo:  C-12, C-13 e C-14 são isótopos do carbono. Todos eles possuem número atômico igual a 6, porém suas massas são 12, 13 e 14, respectivamente.
• Isótonos: são átomos que possuem a mesma quantidade de nêutrons no núcleo e diferem quanto ao número de prótons e massa. Exemplo: 26 Mg 12 e 28 Si 14. Se calcularmos a quantidade de nêutrons de cada átomo usando a fórmula A = Z + n, encontraremos 14 desses para ambos.
• Isóbaros: são átomos que, apesar de possuírem número atômico e quantidade de nêutrons diferentes, possuem a mesma massa. Exemplo: 40 Ca 20 e 40 Ar 18.
• Isoeletrônicos: são espécies químicas (átomos ou íons) que possuem a mesma quantidade de elétrons. Exemplo: 26 Mg2+12  e  20 Ne 10.  Ambos possuem 10 elétrons em sua eletrosfera.

Exercícios resolvidos

Questão 01 (Udesc-SC) Após a realização de uma série de experimentos, foi detectado um íon Q2–, que possui carga 2–, possuindo assim número de elétrons igual a um gás nobre. O gás nobre em questão possui número atômico 18 e número de massa 40.

Assinale a alternativa que contém, sequencialmente, o elemento Q e seu número atômico.

a) O elemento Q é o argônio e possui número atômico 18.

b) O elemento Q é o oxigênio e possui número atômico 8.

c)  O elemento Q é o cloro e possui número atômico 17.

d) O elemento Q é o enxofre e possui número atômico 16.

e) O elemento Q é o enxofre e possui número atômico 18.

Veja também: Distribuição eletrônica e a Tabela Periódica

Resolução

Letra d. No enunciado é falado que o elemento Q contém o mesmo número de elétrons de um gás nobre que possui 18 prótons e, por estar no estado fundamental, também possui 18 elétrons. Portanto, o elemento Q também possui 18 elétrons. Também é falado que o elemento possui carga 2–, ou seja, possui 2 elétrons a mais do que a quantidade de prótons. Portanto o elemento Q possui 16 prótons, que é o número atômico do elemento enxofre.

Questão 02  (Famerp-SP) O íon

a) de massa e de elétrons.

b) atômico e de elétrons.

c)  de massa e de nêutrons.

d) atômico e de massa.

e) atômico e de nêutrons.

Resolução

Letra a. Observando a representação do íon e dos átomos, percebemos, primeiramente, que ambos possuem número de massa igual a 40. O número de prótons do Ca2+ é 20 e do Ar é 18, portanto o número atômico é diferente.

Calculando o número de nêutrons, temos 20 e 22, respectivamente. Entretanto, ao calcular a quantidade de elétrons do Ca2+, encontramos 18 elétrons (a carga 2+ indica que o íon possui 2 prótons a mais do que a quantidade de elétrons), igual ao número de elétrons do Ar que se encontra em seu estado fundamental. Desse modo, o número de prótons é igual ao número de elétrons.

Questão 03 (Uerj) O desastre de Chernobyl ainda custa caro para a Ucrânia. A radiação na região pode demorar mais de 24.000 anos para chegar a níveis seguros.                                              

Adaptado de Revista Superinteressante, 12/08/2016.

Após 30 anos do acidente em Chernobyl, o principal contaminante radioativo presente na região é o césio-137, que se decompõe formando o bário-137.

Esses átomos, ao serem comparados entre si, são denominados:

a) isótopos

b) isótonos

c)  isóbaros

d) isoeletrônicos

Resolução

Letra c. Pela nomenclatura usada no enunciado, percebemos que a massa informada dos dois elementos é a mesma, 137. Átomos que possuem a mesma massa são chamados de isóbaros.

Publicado por Victor Ricardo Ferreira

Qual e A carga elétrica de um íon que apresenta 20 prótons 18 elétrons e 20 nêutrons?

Qual o número de massa do elemento que possui 19 prótons e 20 nêutrons?

Qual o número atômico e o número de massa do átomo Y constituído de 19 prótons 19 elétrons e 20 nêutrons?

O que são cátions de um exemplo?