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.
