Qual dois átomos tem o mesmo número de nêutrons podemos dizer que eles são?

Os isótonos são átomos que possuem a mesma quantidade de nêutrons; os isóbaros possuem o mesmo número de massa, e os isoeletrônicos, o mesmo número de elétrons.

Qual dois átomos tem o mesmo número de nêutrons podemos dizer que eles são?
As semelhanças atômicas dependem das principais partículas que formam a estrutura do átomo: prótons, nêutrons e elétrons

No texto “Isótopos”, você viu que estes são átomos que pertencem ao mesmo elemento químico e que, por isso, possuem o mesmo número de prótons (ou número atômico (Z)), mas apresentam diferente número de nêutrons e, consequentemente, diferente número de massa (A).

Agora falaremos de outros casos de semelhanças atômicas, que ocorrem, porém, entre átomos de elementos químicos diferentes:

* Isótonos: Átomos que possuem o mesmo número de nêutrons, mas diferentes números atômicos (Z) e de massa (A).

Por exemplo, observe as representações dos quatro elementos químicos a seguir:

1737Cl           2040Ca           1226Mg           1428Si

Conforme explicado no texto Cálculo das Partículas Atômicas, os números subscritos (na parte inferior) representam o número atômico (Z), que se refere aos prótons. Já os números sobrescritos (na parte superior) correspondem ao número de massa (A). Visto que o número de massa é a soma dos prótons com os nêutrons existentes no núcleo, é possível, por meio dos valores fornecidos, descobrir quantos nêutrons cada um desses átomos possui:

A = P + N
N = A – P

Veja:

1737Cl
N = A – P
N = 37-17
N = 20
2040Ca
N = A – P
N = 40 - 20
N = 20
1226Mg
N = A – P
N = 26 - 12
N = 14
1428Si
N = A – P
N = 28 - 14
N = 14

Veja que o 1737Cl e o 2040Ca possuem 20 nêutrons, sendo, portanto, isótonos um do outro. Já o 1226Mg e o 1428Si possuem 14 nêutrons e são isótonos entre si.

Observe que ambos os pares de isótonos possuem os números atômicos e os números de massa diferentes, o que resulta em diferentes propriedades químicas e físicas.

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* Isóbaros: Átomos que possuem o mesmo número de massa (A), mas diferentes números atômicos (Z).

Os exemplos a seguir são isóbaros, pois todos possuem o número de massa igual a 40: 2040Ca, 1940K, 1840Ar.

* Isoeletrônicos: Átomos ou íons que possuem o mesmo número de elétrons.

Para determinar a quantidade de elétrons, é necessário verificar se se trata de um átomo no estado fundamental ou um íon. Se for um átomo no estado fundamental, a quantidade de elétrons será exatamente igual à quantidade de prótons, pois, nessa condição, a carga total do átomo é nula. Por outro lado, no caso dos íons, a quantidade de elétrons será indicada pela sua carga. Se a carga é positiva (cátion), quer dizer que o átomo perdeu elétrons; mas se é negativa (ânion), significa que o átomo ganhou elétrons.

Por exemplo, note os casos a seguir:

1020Ne           1123Na+           816O2-

O neônio está no estado fundamental e não possui carga, logo, a sua quantidade de elétrons é igual ao número de prótons, isto é, 10. Já o cátion sódio tinha onze elétrons no estado fundamental, mas sua carga (1+) indica que ele perdeu um elétron, ficando, assim, com dez. Por fim, o ânion oxigênio tinha oito elétrons no estado fundamental, mas sua carga indica que ele ganhou dois, ficando, portanto, com dez elétrons. Assim, esses três exemplos possuem dez elétrons, sendo, portanto, isoeletrônicos entre si.


Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

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Índice

Introdução

Quando dois átomos possuírem o mesmo número de massa, eles serão classificados como isóbaros. Conceitualmente, isóbaros são átomos que apresentam o mesmo número de massa (A) e diferentes números atômicos (Z). Como eles possuem números atômicos (Z) diferentes, eles pertencem a elementos químicos diferentes e, portanto, apresentam propriedades químicas e físicas distintas.

Como se calcula o número atômico e de massa?

Vamos relembrar o que é e como determinar o número atômico (Z) e número de massa (A). O átomo é formado por prótons (p), nêutrons (n) e elétrons (e-). Os prótons, que possuem carga elétrica positiva, e os nêutrons, que são neutros, estão localizados no núcleo atômico. O número atômico (Z) é a grandeza que caracteriza cada elemento químico e representa a carga do núcleo, ou seja, seu número de prótons.

Matematicamente, temos que Z = p. Os elétrons possuem carga elétrica negativa e estão localizados na eletrosfera rodeando o núcleo. No caso de átomos neutros, o número de elétrons será igual ao de prótons, e consequentemente, igual ao número atômico. Matematicamente, temos que: Z = p = e-. Já o número de massa (A) é igual à soma do número de prótons e de nêutrons existentes no núcleo e representa a massa do átomo. Matematicamente, teremos que A = p + n ou A = Z + n.

Todos os elementos químicos presentes na tabela periódica apresentam seu próprio número atômico e número de massa, e uma forma esquemática de representar esses números é a seguinte:

Neste caso, tanto o número atômico quanto o número de massa ficam do lado esquerdo do símbolo, porém o número de massa fica acima e o número atômico fica abaixo do símbolo do elemento químico.

Outra forma de representar a mesma estrutura, bastante utilizada também, pode ser a mostrada abaixo, em que o número de massa fica do lado direito do símbolo do elemento químico, enquanto que o número atômico se encontra do lado esquerdo do mesmo.

ZXA

Exemplos de átomos isóbaros

Vamos ver agora alguns exemplos de átomos isóbaros:

  • 2040Ca e 1840Ar → Ca: Z = 20 e A = 40

                        Ar: Z = 18 e A = 40

  • 614C e 714N → C: Z = 6 e A = 14

            N: Z = 7 e A = 14

  • 2657Fe e 2757Co → Fe: Z = 26 e A = 57

                        Co: Z = 27 e A = 57

Perceba que apenas átomos de elementos diferentes podem ser considerados átomos isóbaros.

Como identificar isóbaros?

Caso em algum exercício não seja fornecido diretamente o número de massa (A), serão fornecidos os números de prótons e nêutrons. Para descobrir o número de massa, basta aplicar na fórmula descrita no início desta matéria: A = p + n. Por exemplo, considere dois átomos: X e Y. O átomo X possui 37 prótons e 118 nêutrons, enquanto que o átomo Y possui 12 prótons e 143 nêutrons. Para verificar se esses átomos são ou não isóbaros, aplicamos a seguinte fórmula:

A = p + n

Átomo X: A = 37 + 118 → A = 155

Átomo Y: A = 12 + 143 → A = 155

Como os átomos X e Y apresentam mesmo valor de A, serão considerados átomos isóbaros.

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Os átomos também podem apresentar outras semelhanças, como possuir o mesmo número de prótons e de nêutrons. Nesses casos, serão considerados átomos isótopos e isótonos, respectivamente.

Como identificar isótopos?

Isótopos são átomos que possuem o mesmo número de prótons, ou seja, mesmo valor de Z e diferentes números de massa (A) e nêutrons (n). Por possuírem o mesmo valor de Z, eles apresentam o mesmo símbolo atômico. Por exemplo, existem três átomos de oxigênio com diferentes números de massas:

  • 816O → Z = 8 e A = 16
  • 817O → Z = 8 e A = 17
  • 818O → Z = 8 e A = 18

Como identificar isótonos?

Isótonos são átomos que possuem o mesmo número de nêutrons (n) e diferentes números de massa (A) e número atômico (Z). Para verificar se dois átomos são isótonos, devemos utilizar a seguinte fórmula: n = A – Z.

Exemplo:

  • 613C → n = A - Z → n = 13 - 6 → n = 7
  • 714N → n = A - Z → n = 14 - 7 → n = 7

Qual é a diferença entre isóbaros, isótopos e isótonos?

Praticamente todos os alunos que estudam sobre átomos isóbaros, isótopos e isótonos têm dificuldades para lembrar as definições de cada classificação. Segue então uma dica muito útil para diferenciá-las e lembrar qual é qual.

ISÓBAROS: Valores iguais de número de massa (A)

ISÓTOPOSValores iguais de prótons (P)

ISÓTONOSValores iguais de nêutrons (N)

Exercício de fixação

Fatec/2009

Se 26Fe57 e 27Co57 são espécies de elementos diferentes que possuem o mesmo número de massa, uma característica que os distingue sempre é o número de:

A Elétrons na eletrosfera.

B Elétrons no núcleo.

C Nêutrons na eletrosfera.

D Prótons no núcleo.

E Nêutrons no núcleo.

Como se chama os átomos que tem o mesmo número de nêutrons?

Isótonos são átomos que possuem o mesmo número de nêutrons (n) e diferentes números de massa (A) e número atômico (Z). Para verificar se dois átomos são isótonos, devemos utilizar a seguinte fórmula: n = A – Z.

Como e chamado o conjunto de átomos que possuem o mesmo número atômico?

Um elemento químico é conceituado como um conjunto de átomos que possuem o mesmo número atômico (Z), isto é, a mesma quantidade de prótons no núcleo. Na figura a seguir, temos diferentes átomos, todos com a mesma estrutura (um núcleo com nêutrons e prótons e uma eletrosfera com elétrons).

São átomos que apresentam o mesmo número de?

* Isóbaros: Átomos que possuem o mesmo número de massa (A), mas diferentes números atômicos (Z). Os exemplos a seguir são isóbaros, pois todos possuem o número de massa igual a 40: 2040Ca, 1940K, 1840Ar. * Isoeletrônicos: Átomos ou íons que possuem o mesmo número de elétrons.

Como são chamados os dois tipos de átomos?

Isóbaros: São os átomos que possuem o mesmo número de massa; Isotonos: São os átomos que possuem o mesmo número de neutros; Isotopos: São os átomos que possuem o mesmo número de prótons, mas, diferem na quantidade de nêutrons.