Exercicios para calcular protons neutrons e eletrons
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O cálculo do número de partículas atômicas é utilizado para indicar a quantidade de prótons (no núcleo), elétrons (na eletrosfera) e nêutrons (no núcleo) presentes em um átomo ou íon qualquer. Para realizá-lo, é fundamental conhecer algumas características dos átomos: Show 1- Número atômico (Z) É um código matemático, representado pela letra Z maiúscula, posicionado no lado esquerdo inferior da sigla de um átomo: ZX Ele indica a quantidade de prótons (p) no núcleo e a quantidade de elétrons (e) na eletrosfera de um átomo. Assim, em termos gerais: Z = p = e 2- Número de massa (A) É um código matemático que corresponde à soma do número de prótons (p) e de nêutrons (n), ambos presentes no núcleo de um átomo qualquer. A equação que representa o número de massa é dada por: A = p + n Como o número de prótons é igual ao número atômico, podemos escrever a equação para calcular o número de massa da seguinte forma: A = Z + n Se conhecemos o número de massa e o número atômico de um átomo, podemos determinar o número de nêutrons da seguinte maneira: n = A – Z 3- Íons São átomos que perdem ou ganham elétrons. Apresentam um sinal positivo ou negativo posicionado na parte superior direita da sua representação, como no modelo a seguir: X+ ou X-
4- Semelhanças atômicas a) Isótopos Átomos que apresentam o mesmo número atômico e diferentes números de massa. Exemplo: 7X14 e 7Y16 Os átomos X e Y possuem mesmo número atômico (à esquerda da sigla), isto é, igual a 7. Já o átomo X possui número de massa (à direita da sigla) igual a 14, e o átomo Y apresenta número de massa igual a 16. b) Isóbaros Átomos que apresentam o mesmo número de massa e diferentes números atômicos. Exemplo: 15X31 e 13Y31 Os átomos X e Y possuem número de massa (à direita da sigla) igual a 31. Já o átomo X possui número atômico igual a 15, e o átomo Y apresenta número atômico igual a 13. c) Isótonos Átomos que apresentam diferentes números de massa e números atômicos, mas o mesmo número de nêutrons. d) Isoeletrônicos Átomos que apresentam o mesmo número de elétrons. Exemplo: 12X+2 e 7Y-3 O átomo X possui número atômico igual a 12 e é um cátion (com carga positiva +2), por isso, perde dois elétrons, tendo, então, 10 elétrons na sua eletrosfera. Já o átomo Y possui número atômico igual a 7 e é um ânion (com carga negativa -3), por isso, ganha três elétrons, tendo, então, 10 elétrons na sua eletrosfera. Mapa Mental: Partículas Atômicas* Para baixar o mapa mental em PDF, clique aqui! Exemplos do cálculo do número de partículas atômicas Exemplo 1: Determine o número de prótons, nêutrons e elétrons do átomo 14X29. Foram dados os seguintes valores referentes ao átomo X:
O número de prótons é sempre igual ao número atômico, por isso, o átomo X possui 14 prótons.
Como o átomo X não é um íon, logo, o número de elétrons é igual ao número de prótons, ou seja, 14.
O número de nêutrons é determinado utilizando-se o número de massa e de prótons na fórmula a seguir: A = p + n 29 = 14 + n 29 – 14 =n n = 15 Exemplo 2: Determine o número de prótons, nêutrons e elétrons do íon X+3, sabendo que seu número de massa e número atômico são, respectivamente, 51 e 23. Foram dados os seguintes valores referentes ao íon X:
O número de prótons é sempre igual ao número atômico, por isso, o átomo X possui 23 prótons.
O íon X é positivo (+3), logo, é um cátion que perdeu três elétrons. Assim, seu número de elétrons é 20. OBS.: A redução ou aumento do número de elétrons sempre ocorrem em relação ao número atômico.
O número de nêutrons é determinado por meio do número de massa e de prótons na fórmula a seguir: A = p + n 51 = 23 + n 51 – 23 =n n = 28 Exemplo 3: Um átomo W possui número atômico e de massa iguais a, respectivamente, 29 e 57, sendo isóbaro de um átomo Y, que possui número atômico igual a 30, o qual é isótono de um átomo B, cujo número de massa é 65. Com essas informações, determine o número de prótons, nêutrons e elétrons do átomo B. Dados fornecidos pelo exercício: número atômico (à esquerda inferior) = 29 número de massa (à direita superior) = 57 Isóbaro de Y, ou seja, a massa de Y também é 57. número atômico = 30 número de massa = 57 Com esses dois valores, devemos determinar o seu número de nêutrons porque ele é isótono do elemento B: A = Z + n 57 = 30 + n 57 – 30 = n n = 27 número de massa = 65 número de nêutrons = 27 Com esses dados, devemos determinar seu número atômico, pois, com isso, estaremos determinando seu número de prótons e seu número de elétrons (já que ele não é um íon): A = Z + n 65 = Z +27 65 – 27 = Z Z = 38 Logo, o átomo B apresenta 38 prótons, 38 elétrons e 27 nêutrons. * Mapa Mental por Victor Ricardo Ferreira
 Teste seus conhecimentos com as 15 questões a seguir sobre átomos. Confira os comentários após o gabarito para tirar suas dúvidas sobre o tema. Estrutura atômicaQuestão 1Atomística é a área da Química que estuda os átomos. O átomo é a unidade fundamental da matéria e a estrutura que identifica os elementos químicos. Sobre os átomos é correto afirmar que I. Embora a palavra átomo tenha origem grega e signifique indivisível, hoje sabemos que o átomo é formado por partículas ainda menores. II. Átomos no estado fundamental são carregados negativamente. III. Um conjunto de átomos com o mesmo número de prótons representa um elemento químico. Estão corretas as afirmativas: a) I e II b) II e III c) I e III d) Todas as alternativas
Alternativa correta: c) I e III. I. CORRETA. Os átomos são formados por partículas subatômicas, como prótons, elétrons e nêutrons. II. ERRADA. O átomo no estado fundamental é neutro, pois a quantidade de cargas positivas (prótons) e negativas (elétrons) são iguais. III. CORRETA. Cada átomo de um elemento químico apresenta um número definido de prótons, também chamado de número atômico. Questão 2O núcleo de um átomo pode ser definido como a) Uma pequena e densa região central, que é responsável por praticamente toda a massa do átomo. b) Uma grande região carregada positivamente, pois é formada apenas por prótons. c) Uma região pequena e neutra, pois é constituída apenas das partículas chamadas de nêutrons. d) Uma região do átomo sem carga, visto que as partículas positivas e negativas se anulam neste espaço.
Alternativa correta: a) Uma pequena e densa região central, que é responsável por praticamente toda a massa do átomo. a) CORRETA. A estrutura de um átomo é composta por núcleo, com partículas (prótons e nêutrons) de massa maior que os elétrons que ficam na eletrosfera. b) ERRADA. Além dos prótons, o núcleo contém as partículas chamadas de nêutrons. c) ERRADA. O núcleo atômico é formado por prótons e nêutrons. d) ERRADA. As partículas negativas ficam na eletrosfera do átomo. No núcleo estão as partículas de carga positiva e os nêutrons. Questão 3Os estudos sobre a radioatividade levaram o cientista neozelandês Ernest Rutherford a identificar uma região do átomo constituída de grandes espaços vazios chamada de a) Núcleo b) Orbital c) Eletrosfera d) Camada elétrica
Alternativa correta: c) Eletrosfera. A eletrosfera é a região periférica do átomo, constituída de grandes espaços vazios e que abriga as partículas de carga negativa, os elétrons. Saiba mais sobre a estrutura do átomo. Prótons, nêutrons e elétronsQuestão 1Preencha a tabela a seguir com as informações sobre as partículas subatômicas.
Resposta correta:
Os prótons (p) são partículas localizadas no núcleo com carga elétrica positiva e massa relativa igual a 1 u. Os nêutrons (n) são partículas localizadas no núcleo com carga elétrica nula e massa relativa igual a 1 u. Os elétrons (e) são partículas localizadas na eletrosfera com carga elétrica negativa e massa muito inferior aos prótons e nêutrons. As partículas que permitem fazer a distinção entre os átomos dos elementos químicos e que são responsáveis pela ordem com que eles estão dispostos na Tabela Periódica são: a) Prótons b) Elétrons c) Nêutrons
Alternativa correta: a) Prótons. O número de prótons corresponde ao número atômico de um elemento químico. Portanto, cada elemento químico apresenta uma determinada quantidade de prótons, que permitem distingui-los. Por isso, a Tabela Periódica apresenta os 118 elementos químicos conhecidos por ordem crescente de número atômico. Questão 3As ligações químicas são resultado da união de átomos de elementos químicos por meio da transferência ou compartilhamento de: a) Prótons b) Elétrons c) Nêutrons
Alternativa correta: b) Elétrons. Os átomos dos elementos químicos se combinam para obter estabilidade eletrônica por meio de ligações químicas, que são realizadas com os elétrons, localizados na região externa do átomo. São exemplos de ligações:
Saiba mais sobre as partículas subatômicas: prótons, elétrons e nêutrons. Número atômico e número de massaQuestão 1O número atômico e o número de massa do átomo representado na imagem é, respectivamente: a) 3 e 3 b) 3 e 7 c) 6 e 7 d) 7 e 10
Alternativa correta: b) 3 e 7. O número atômico (Z) corresponde ao número de prótons, já o número de massa (A) corresponde à soma dos prótons e nêutrons no núcleo do átomo. Portanto, no átomo na imagem temos: Z = p = 3 Questão 2O sódio é um metal que está presente no primeiro grupo da tabela periódica. O átomo desse elemento pode ser representado por 11Na23. O número de prótons, elétrons e nêutrons desse elemento é, respectivamente: a) 23, 23 e 11 b) 11, 23 e 12 c) 12, 12 e 11 d) 11, 11 e 12
Alternativa correta: d) 11, 11 e 12. O número de prótons corresponde ao número atômico do elemento, que do sódio (Na) é 11. No estado fundamental o átomo é eletricamente neutro, ou seja, o número de prótons é igual ao número de elétrons, que no átomo de sódio (Na) é 11. A massa de um átomo concentra-se basicamente no seu núcleo, pois a massa dos elétrons é desprezível. Sendo assim, o número de massa corresponde à soma de prótons e nêutrons. Subtraindo o número de prótons da massa do átomo encontramos o número de nêutrons. A = p + n n = A - p n = 23 - 11 n = 12 Portanto, o átomo de sódio tem 11 prótons, 11 elétrons e 12 nêutrons. Questão 3Fissão nuclear corresponde ao processo de divisão do núcleo de um átomo instável e que origina outros átomos. Nesse tipo de reação, uma grande quantidade de energia é liberada e aplicada principalmente em usinas nucleares, que convertem a energia nuclear em energia elétrica. Por exemplo, quando um átomo de urânio (U) é atingido por um nêutron, a fissão faz surgir dois núcleos menores, que correspondem aos átomos de criptônio (Kr) e bário (Ba), e também libera três nêutrons que bombardeiam outros núcleos numa reação em cadeia. Se o número atômico do urânio é 92 e o do bário é 56, qual o número atômico do criptônio? a) 32 b) 36 c) 44 d) 46
Alternativa correta: b) 36. O número atômico de um elemento químico corresponde ao número de prótons em seu núcleo. O átomo inicial é o urânio, que apresenta 92 prótons. Após se dividir em dois átomos menores, um deles terá 56 prótons (bário) e o do criptônio podemos calcular por meio de uma subtração. Z = 92 - 56 = 36 Portanto, o átomo de criptônio formado na fissão do urânio tem número atômico 36. Saiba mais sobre número atômico e número de massa. Modelos atômicosQuestão 1Relacione corretamente o cientista (coluna 1) e o respectivo modelo atômico proposto (coluna 2). Coluna 1 I. Dalton II. Thomson III. Rutherford IV. Bohr Coluna 2 ( ) Átomos apresentam um núcleo positivo e elétrons que se movimentam em camadas circulares de energia definida. ( ) Átomos são esferas positivas com partículas de carga negativa distribuídas na superfície. ( ) Átomos são formados por uma região central e de carga positiva, chamada de núcleo, e uma região externa de carga negativa chamada de eletrosfera. ( ) Átomos são partículas minúsculas indivisíveis, esféricas, maciças e indestrutíveis. A sequência correta é: a) I, II, III, IV. b) III, II, IV, I. c) II, III, I, IV. d) IV, II, III, I.
Alternativa correta: d) IV, II, III, I. IV. Segundo Bohr, os átomos apresentam um núcleo positivo e elétrons que se movimentam em camadas circulares de energia definida. II. Segundo Thomson, os átomos são esferas positivas com partículas de carga negativa distribuídas na superfície. III. Segundo Rutherford, os átomos são formados por uma região central e de carga positiva, chamada de núcleo, e uma região externa de carga negativa chamada de eletrosfera. I. Segundo Dalton, os átomos são partículas minúsculas indivisíveis, esféricas, maciças e indestrutíveis. Questão 2Analise as afirmativas a seguir. I. Os prótons, partículas carregadas positivamente, estão numa pequena região central do átomo, o núcleo, e ao seu redor movem-se os elétrons. II. Os estudos sobre a natureza elétrica da matéria desencadearam a descoberta de partículas carregadas negativamente, os elétrons. III. Os elétrons movem-se em camadas circulares ao redor do núcleo, que apresentam valores de energia específicos. IV. Os átomos são partículas minúsculas, esféricas e indivisíveis. Átomos de elementos químicos distintos diferem-se pela massa e tamanho. A sequência correta que corresponde à evolução dos modelos atômicos é: a) I, II, III e IV b) III, IV, II e I c) IV, II, I e III d) II, III, IV e I
Alternativa correta: c) IV, II, I e III. IV. Segundo o modelo proposto por Dalton em 1808, conhecido como bola de bilhar, o átomo, pequena e esférica estrutura, era indivisível. II. Thomson, físico inglês, descobriu em 1897 os elétrons. Portanto, sugeriu um novo modelo atômico, conhecido como pudim de passas, onde o átomo é uma esfera de fluido positivo com elétrons incrustados na superfície. I. Ao realizar experimentos, Rutherford constatou que o átomo é formado por duas regiões: o núcleo, região central de carga positiva, e a eletrosfera, região externa onde os elétrons se movem. III. Bohr aperfeiçoou o modelo proposto por Rutherford e propôs que os os elétrons movem-se ao redor do núcleo em camadas fixas, circulares e de energia específica. O modelo atômico quântico é o mais moderno e complexo proposto para explicar a estrutura do átomo. Segundo a teoria, é correto afirmar que a) Não é possível determinar a posição exata de um elétron, pois as partículas se movem num espaço tridimensional formando uma nuvem eletrônica ao redor do núcleo. b) De acordo com a mecânica quântica, as três principais partículas subatômicas, prótons, nêutrons e elétrons, apresentam carga. c) Os números quânticos são capazes de identificar a posição dos prótons em um átomo. d) Os nêutrons são partículas-onda em uma trajetória elíptica na parte central do átomo.
Alternativa correta: a) Não é possível determinar a posição exata de um elétron, pois as partículas se movem num espaço tridimensional formando uma nuvem eletrônica ao redor do núcleo. a) CORRETA. Os elétrons formam uma nuvem eletrônica ao redor do núcleo. b) ERRADA. Apenas prótons e elétrons apresentam carga. c) ERRADA. A função dos números quânticos é identificar a posição dos elétrons. d) ERRADA. Os elétrons são considerados partículas-onda. Confira mais questões sobre modelos atômicos com resolução comentada. Íons: cátions e ânionsQuestão 1Compostos iônicos correspondem à união de átomos por ligação iônica. Neste tipo de ligação, que ocorre entre um metal e um não metal ou hidrogênio, o metal doa elétrons, formando um cátion e o outro átomo que os recebe é chamado de ânion. Sendo assim, cátions e ânions são definidos, respectivamente, por: a) cátions são íons de carga nula e ânions são íons carregados. b) cátions são íons de carga negativa e ânions são íons de carga positiva. c) cátions são íons de carga positiva e ânions são íons de carga negativa. d) cátions são íons de ametais e ânions são íons de metais.
Alternativa correta: c) cátions são íons de carga positiva e ânions são íons de carga negativa. Íons são espécies que apresentam carga, podendo ser positiva ou negativa. Enquanto os cátions apresentam carga positiva equivalente ao número de elétrons que perderam, os ânions apresentam carga negativa equivalente ao número de elétrons recebidos. Por exemplo, um cátion X+ indica que o átomo perdeu um elétron. Já o ânion Y2- indica que o átomo ganhou 2 elétrons. Questão 2O cloreto de sódio (NaCl) é formado pela união dos átomos de sódio e cloro. Para formar o composto, o sódio doa um elétron e se torna o cátion Na+, enquanto o cloro recebe o elétron e forma o ânion Cl-. O número de elétrons dos íons de sódio e cloro é, respectivamente: a) 11 e 17 b) 10 e 18 c) 11 e 18 d) 10 e 17
Alternativa correta: b) 10 e 18. No estado fundamental o átomo é eletricamente neutro e, por isso, o número de prótons, que corresponde ao número atômico, é igual ao número de elétrons. O sódio (Na) apresenta número atômico 11 e 11 elétrons na eletrosfera. Ao perder um elétron forma o íon Na+ com 10 elétrons. O cloro apresenta número atômico 17 e 17 elétrons na eletrosfera. Ao ganhar um elétron formar o íon Cl- com 18 elétrons. Questão 3O alumínio pode formar um cátion trivalente, ou seja, apresenta valência +3. Portanto, o íon apresenta: a) 10 prótons, 13 elétrons e 14 nêutrons. b) 14 prótons, 13 elétrons e 10 nêutrons. c) 13 prótons, 10 elétrons e 14 nêutrons d) 13 prótons, 13 elétrons e 14 nêutrons.
Alternativa correta: c) 13 prótons, 10 elétrons e 14 nêutrons. O número de prótons é como a “identidade” do elemento e caracteriza seu número atômico, que no alumínio é 13. O número de massa corresponde à soma de prótons e nêutrons existentes no núcleo atômico. Logo, encontramos o número de nêutrons subtraindo a quantidade de prótons. A = p + n n = A - p n = 27 - 13 n = 14 Ao perder três elétrons, o alumínio se transforma em um cátion trivalente. No estado fundamental, o número de prótons é igual ao número de elétrons, que é 13. Por perder 3 elétrons, ele passa a apresentar: e = 13 - 3 = 10 Sendo assim, o cátion de alumínio apresenta 13 prótons, 10 elétrons e 14 nêutrons. Saiba mais sobre íons, cátions e ânions. |
