Q01 Número atómico y número másico

1. Lo primero: ¿qué es un átomo?

Un átomo es la unidad más pequeña de un elemento que conserva sus propiedades químicas. Tiene un núcleo con protones (carga positiva) y neutrones (sin carga). Alrededor se encuentran los electrones (carga negativa).

2. Dos números que NO son lo mismo

Número atómico (Z): número de protones en el núcleo. Identifica el elemento. Por ejemplo, el oxígeno siempre tiene Z = 8; si cambia su número de protones, deja de ser oxígeno.

Número másico (A): suma de protones + neutrones del átomo de un isótopo determinado.

Fórmulas de la chuleta: Z = protones; A = protones + neutrones; neutrones = A − Z.

No confundas A con la masa atómica relativa que aparece en muchas tablas periódicas, como 35,45 para el cloro. Esa cifra decimal es un promedio ponderado de los isótopos naturales; no es un número másico entero de un átomo particular.

3. ¿Cuántos electrones hay?

En un átomo neutro: electrones = protones = Z.

En un ion positivo (catión) el átomo ha perdido electrones: electrones = Z − carga positiva.

En un ion negativo (anión) el átomo ha ganado electrones: electrones = Z + valor absoluto de la carga negativa.

Los iones conservan el número de protones del elemento: cambiar los electrones no cambia el número atómico.

4. Cómo se escribe un átomo

Notación nuclear: ⁽ᴬ⁾₍Z₎X (se escribe A arriba a la izquierda del símbolo y Z abajo a la izquierda). Por ejemplo, ²³₁₁Na indica un átomo del isótopo de sodio con A = 23 y Z = 11.

5. Ejemplo completamente resuelto: sodio-23

Enunciado: Un átomo neutro de sodio tiene Z = 11 y A = 23. Calcula protones, neutrones y electrones.

1. Datos: Z = 11, A = 23, carga 0 (neutro).
2. Protones: Z = 11 → 11 protones.
3. Neutrones: A − Z = 23 − 11 = 12 neutrones.
4. Electrones: como es neutro, e⁻ = p⁺ = 11 electrones.
5. Comprobación: 11 protones + 12 neutrones = 23; carga +11 − 11 = 0.

6. Ejemplo guiado: ion calcio Ca²⁺

Datos: Z = 20, A = 40, carga +2.

1. Tiene 20 protones porque Z = 20.
2. Tiene 40 − 20 = 20 neutrones.
3. ¿Qué significa +2? Ha perdido dos electrones.
4. Tiene 20 − 2 = 18 electrones.
5. Comprobación: 20 cargas positivas y 18 negativas → carga neta +2.

7. Isótopos: mismo elemento, distintos neutrones

Los isótopos de un mismo elemento tienen el mismo Z (protones) pero distinto A (neutrones). Carbono-12 y carbono-14 tienen ambos Z = 6, pero sus neutrones son 6 y 8, respectivamente.

8. Errores típicos

• Pensar que Z = protones + neutrones: esa suma es A, no Z.
• Usar el decimal de la tabla periódica como si fuera un número másico A: distingue masa atómica relativa de número másico.
• Pensar que Na⁺ tiene más protones: Na⁺ tiene un electrón menos, no un protón más.
• Calcular neutrones sin conocer A: con solo Z no es posible averiguar los neutrones de un isótopo concreto.

9. Ejercicios autónomos (sin consultar la solución)

E1. Oxígeno-16 neutro: Z = 8, A = 16. Calcula p⁺, n y e⁻.

E2. Cloro-35 neutro: Z = 17, A = 35. Calcula p⁺, n y e⁻.

E3. Ion sodio-23 Na⁺: Z = 11, A = 23. Calcula p⁺, n y e⁻.

E4. Ion cloruro-35 Cl⁻: Z = 17, A = 35. Calcula p⁺, n y e⁻.

E5. Un átomo neutro tiene 13 protones y 14 neutrones. Calcula Z, A, electrones e identifica el elemento.

E6. ¿Podemos conocer los neutrones de un átomo sabiendo solamente que Z = 6? Razona la respuesta.

10. Solucionario comentado

E1. Protones 8, neutrones 16 − 8 = 8, electrones 8 (neutro).

E2. Protones 17, neutrones 35 − 17 = 18, electrones 17 (neutro).

E3. Protones 11, neutrones 23 − 11 = 12, electrones 11 − 1 = 10 (carga +1).

E4. Protones 17, neutrones 35 − 17 = 18, electrones 17 + 1 = 18 (carga −1).

E5. Z = 13, A = 13 + 14 = 27, electrones = 13. El elemento con Z = 13 es el aluminio (Al).

E6. No. Z = 6 dice que tiene 6 protones (carbono), pero puede haber diferentes isótopos con distintos neutrones; necesitamos A o información sobre el isótopo.

11. Chuleta para imprimir

Repaso de 30 segundos: A, Z, neutralidad e iones. Antes de resolver, marca si el átomo tiene carga.