Número de massa do que consiste e como obtê -lo (com exemplos)

Ele Número de massa o Número de massa de um átomo é a soma do número de prótons e a quantidade de nêutrons do núcleo. Essas partículas são designadas de forma intercambiável com o nome de Nucleonas, Portanto, o número de massa representa a quantidade deles.

Deixe n o número de nêutrons presentes e z o número de prótons, se chamarmos como o número de massa, então:

A = n + z

figura 1. O rádio tem um número de massa A = 226, ele decai em Radon com A = 222 e emite um núcleo de hélio de A = 4. Fonte: Wikimedia Commons. Perox [CC0] [TOC]

Exemplos de números de massa 

Imediatamente alguns exemplos de números de massa para elementos bem conhecidos:

Hidrogênio

O átomo de hidrogênio mais estável e abundante também é o mais simples: 1 próton e um elétron. Como o núcleo de hidrogênio não tem nêutrons, é verdade que a = z = 1.

Oxigênio

Um núcleo de oxigênio tem 8 nêutrons e 8 prótons, portanto a = 16.

Carbono

A vida na Terra é baseada na química do carbono, um átomo de luz com 6 prótons em seu núcleo mais 6 nêutrons, como a = 6 + 6 = 12.

Urânio

Este elemento pesado que os anteriores é bem conhecido por suas propriedades radioativas. O núcleo de urânio tem 92 prótons e 146 nêutrons. Então, seu número de massa é A = 92 + 146 = 238.

Como obter o número de massa?

Como dito antes, o número de massa A de um elemento sempre corresponde à soma do número de prótons e ao número de nêutrons que contêm seu núcleo. É também um número inteiro, mas ... existe alguma regra em termos de relação entre ambas as quantidades?

Vamos ver: todos os elementos mencionados acima são leves, exceto urânio. O átomo de hidrogênio é, como dissemos, o mais simples. Não possui nêutrons, pelo menos em sua versão mais abundante, e em oxigênio e carbono, há um número igual de prótons e nêutrons.

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Isso também acontece com outros elementos leves, como o nitrogênio, outro gás muito importante para a vida, que tem 7 prótons e 7 nêutrons. No entanto, como o núcleo é mais complexo e os átomos se tornam mais pesados, o número de nêutrons está aumentando com outro ritmo.

Ao contrário dos elementos leves, o urânio, com 92 prótons, tem aproximadamente 1 ½ vezes essa quantidade em nêutrons: 1 ½ x 92 = 1.5 x 92 = 138.

Como você pode ver, é bem perto de 146, a quantidade de nêutrons que tem.

Figura 2. Curva de estabilidade. Fonte: f. Zapata.

Tudo isso se torna evidente na curva da Figura 2. É um gráfico de n versus z, conhecido como Curva de estabilidade nuclear. Lá pode ser visto como os átomos de luz têm o mesmo número de prótons que o nêutron e como z = 20 o número de nêutrons está aumentando.

Dessa maneira, o grande átomo se torna mais estável, já que o excesso de nêutrons diminui a repulsão eletrostática entre prótons.

Notação para átomos

Uma notação muito útil que descreve rapidamente o tipo de átomo é a seguinte: o símbolo do elemento e os respectivos números atômicos e de massa são escritos como mostrado abaixo neste esquema:

Figura 3. Notação do átomo. Fonte: f. Zapata.

Nesta notação, os átomos dos exemplos anteriores seriam:

Às vezes, outra notação mais confortável é usada, na qual apenas o símbolo do elemento e o número de massa para denotar o átomo é usado, omitindo o número atômico. Dessa forma, o  ¹² ₆C é escrito simplesmente como carbono-12, o ¹⁶ ₈Ou seria oxigênio-16 e, portanto, para qualquer elemento.

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Os isótopos

O número de prótons em um núcleo determina a natureza do elemento. Por exemplo, todo átomo cujo núcleo contém 29 prótons é um átomo de cobre, o que quer que aconteça.

Suponha que um átomo de cobre perde um elétron por qualquer motivo, mas ainda é cobre. No entanto, agora é um átomo ionizado.

É mais difícil para um núcleo atômico ganhar ou perder um próton, mas na natureza pode ocorrer. Por exemplo, dentro das estrelas, são continuamente formados elementos mais pesados ​​de elementos leves, já que o núcleo estrela se comporta como um reator de fusão.

E aqui na terra, há o fenômeno do Desintegração radioativa, em que alguns átomos instáveis ​​expulsa os núcleos e emitem energia, transformando -se em outros elementos.

Finalmente, existe a possibilidade de que um átomo de um certo elemento tenha um número de massa diferente, neste caso é um isótopo.

Um bom exemplo é o conhecido carbon-14 ou radiocarbono, que é usado para namorar objetos arqueológicos e como um traçador bioquímico. Este é o mesmo carbono, com propriedades químicas idênticas, mas com dois nêutrons extras.

Carbon-14 é menos abundante que o carbono-12, o isótopo estável e também é radioativo. Isso significa que, com o tempo, ele decai emitindo energia e partículas até que se torne um elemento estável, que no seu caso é nitrogênio.

Isótopos de carbono

O carbono existe na natureza como uma mistura de vários isótopos, dos quais o mais abundante é o acima mencionado ¹² ₆C ou carbono-12. E além do carbon-14 é o ¹³ ₆C com um nêutron adicional.

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Isso é comum na natureza, por exemplo de estanho, 10 isótopos estáveis ​​são conhecidos. Por outro lado, um único isótopo é conhecido como berílio e sódio.

Cada isótopo, natural ou artificial, tem um ritmo de transformação diferente. Da mesma forma, é possível criar isótopos artificiais em laboratório, que geralmente são instáveis ​​e decaem radioativamente dentro de um período muito breve de segundas frações, enquanto outros levam muito mais, tanto quanto a idade da terra ou mais.

Tabela de isótopos de carbono natural

Isótopos de carbono	Número atômico Z	Número de massa a	% De abundância
12 6 C	6	12	98.89
13 6 C	6	13	1.onze
14 6 C	6	14	Traços

Exemplos resolvidos

- Exemplo 1

Qual é a diferença entre  ¹³ ₇ N e ¹⁴ ₇ N?

Responder

Ambos são átomos de nitrogênio, pois seu número atômico é 7. No entanto, um dos isótopos, que tem A = 13, tem um menos nêutron, enquanto o ¹⁴ ₇ N é o isótopo mais abundante.

- Exemplo 2

Quantos nêutrons existem no núcleo de um átomo de mercúrio, denotado como ²⁰¹ ₈₀ Hg?

Responder

Desde A = 201 e Z = 80, e também sabe disso:

A = z + n

N = a - z = 201 - 80 = 121

E conclui -se que o Mercury Atom tem 121 nêutrons.

Referências 

1. Connor, n. O que é núcleo - estrutura do núcleo atômico - Definição. Recuperado de: periódico-rabo.org.
2. Cavaleiro, r.  2017. Física para cientistas e engenharia: uma abordagem de estratégia.  Pearson.
3. Sears, Zemansky. 2016. Física da Universidade com Física Moderna. 14º. Ed. Volume 2.
4. Tiptens, p. 2011. Física: conceitos e aplicações. 7ª edição. McGraw Hill.
5. Wikipedia. Número de massa. Recuperado de: em.Wikipedia.org.