Resumen del modelo matemático del átomo físico clásico

 Términos

El número atómico se representa algebraicamente como Z mayúscula.

Los estados de oxidación o números de carga relativa en iones se representan algebraicamente como z minúscula.

La suma de protones y neutrones en un núcleo atómico se conoce como número de masa A mayúscula.

Masa relativa de un elemento Ar, es la masa que aparece en la tabla periódica bajo el nombre de peso atómico, Originalmente se calculaba como el cociente de la masa de un elemento sobre la masa del hidrógeno, sin embargo, actualmente la masa de ponderación es la masa del carbono-12 en lugar del hidrógeno. Cómo surge de una división de 2 masas, las masas relativas son adimensionales, sin embargo, se pueden multiplicar por constantes para arrojar las masas atómicas en gramos o dalton's o las masas molares en g/mol.

Tenga en cuenta no confundir el número de masa A con la masa relativa Ar. Los números de masa son valores enteros discretos, es decir, sin decimales pues es la suma de protones y neutrones, y no existe tal cosa como medio neutrón o un tercio de electrón; mientras que las masas relativas Ar pueden tener decimales dependiendo del isótopo que se mida. El único isótopo cuya masa relativa es un valor entero exacto, es el carbono-12, porque es el isótopo sobre el cual medimos las demás masas relativas y sobre el cual medimos el número de Avogadro y la constante de masa atómica.

El número de carga z minúscula representa la carga relativa de un ion, ya sea monoatómico o poliatómico. A diferencia de la masa relativa a la carga relativa, puede tener valores positivos o negativos dependiendo del ion. Los iones positivos se llaman cationes, y los iones negativos se llaman aniones. Los números de carga más comunes para los elementos se denominan estados de oxidación o números de oxidación y están consignados bajo ese nombre en la tabla periódica, pero debe tener en cuenta que los estados de oxidación de la tabla periódica son sólo los más comunes, pero no son los únicos. Los números de carga se representan en fórmulas químicas como superíndices inversos, por ejemplo, el cloro de carga relativa z = + 5 se representa como Cl⁵⁺.

Cálculo de partículas subatómicas

Fórmula para calcular el número de protones en un núcleo empleando el número atómico de la tabla periódica identificado como Z mayúscula:

Fórmula para calcular el número de electrones que rotan alrededor de un núcleo empleando el número atómico de la tabla periódica identificado como Z mayúscula y el número de carga relativa identificado como z minúscula:

Fórmula para calcular el número de neutrones en un núcleo, en términos del número atómico y el número de masa.

Nombres y símbolos de los isótopos

Los isótopos son átomos que pertenecen al mismo elemento por lo que tienen el mismo número Z, pero que difieren de la cantidad de neutrones, por lo que tendrán un número de neutrones diferente y, por lo tanto, un número de masa A diferente. de un mismo elemento podemos emplear el nombre de Isótopo, que en su forma general es:

Por ejemplo, carbono-14, helio-3, cloro-36.

Los isótopos también se pueden simbolizar con la notación A Z X.

Donde A es el número de masa, Z el número atómico y X el símbolo del elemento.

Riqueza de los isótopos

Si tomáramos una muestra al azar de 100 G en cualquier lugar de la corteza terrestre para un elemento determinado, nos daríamos cuenta que la proporción de isótopos de ese elemento es constante. Estas proporciones constantes de los isótopos se denominan riqueza de los isótopos y se representan como un porcentaje en masa o fracción de masa w(^AX). Por ejemplo, el cloro 35 tiene un porcentaje de 76 % o en fracción de masas.

Los isótopos también tienen sus propias masas relativas que no son exactamente iguales a las masas relativas que aparecen en la tabla periódica. Por ejemplo, el carbono 12 tiene una masa relativa exacta de 12.

Sin embargo, no todas las masas relativas de los isótopos tienen valores exactos o redondos, por ejemplo, la masa relativa del cloro 35 es.

¿La pregunta es por qué razón la tabla periódica nos muestra masas relativas que son diferentes a las relativas de un isótopo? La respuesta viene en el hecho de que, en una muestra de 100 g, cualquiera en la corteza terrestre, nunca tendremos que está represente un solo isótopo puro, sino más bien es una mezcla de isótopos. Por lo tanto, las relativas que aparecen en la tabla periódica son sumas ponderadas de la riqueza de los isótopos con respecto a sus masas relativas isotópicas.

Por tradición denominamos a esta suma ponderada de la masa relativa de los diferentes isótopos Ar, como la masa relativa promedio y sus modificaciones a través de la constante de masa atómica o la constante de masa molar como la masa atómica promedio o la masa molar promedio.