QuímicaFácilCuestión · 1 pts

Estructura atómica y números cuánticos

Castilla-La Mancha · 2021 · Julio

Enunciado

a) (0,5 p) Justifique, razonadamente, si es verdadera o falsa la siguiente propuesta: «Todos los isótopos de un mismo elemento químico tienen el mismo número de neutrones y de protones».

b) (0,5 p) Complete los huecos de la siguiente tabla correspondientes a átomos neutros

Nota: no rellene aquí esta tabla, conteste en el cuadernillo de respuestas

SÍMBOLO
PROTONES	15
NEUTRONES		8
ELECTRONES		6
NÚMERO MÁSICO	31

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Resultado

a) Falsa: los isótopos tienen igual número de protones, pero distinto número de neutrones.
b) K: 19 p, 20 n, 19 e, A = 39. N: 7 p, 7 n, 7 e, A = 14. ${}^{31}_{15}\text{P}$ : 15 p, 16 n, 15 e. ${}^{14}_{6}\text{C}$ : 6 p, 8 n, 6 e, A = 14.

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Estrategia

Tres relaciones bastan para todo:

El número atómico $Z$ es el número de protones, y es lo que define al elemento.
El número másico $A$ es protones + neutrones: $A = Z + N$ .
En un átomo neutro, electrones = protones.

Los isótopos son átomos del mismo elemento (mismo

Z

) con distinto

A

: lo que cambia entre ellos es el número de neutrones.

Desarrollo

a) Falsa.

Los isótopos de un mismo elemento tienen el mismo número de protones (el mismo número atómico

Z

; si no, serían elementos distintos), pero distinto número de neutrones, y por eso distinto número másico

A

.

Por ejemplo, los tres isótopos del hidrógeno,

{}^{1}_{1}\text{H}

{}^{2}_{1}\text{H}

{}^{3}_{1}\text{H}

, tienen todos 1 protón, pero 0, 1 y 2 neutrones respectivamente. O el carbono:

{}^{12}_{6}\text{C}

tiene 6 neutrones y

{}^{14}_{6}\text{C}

tiene 8.

La propuesta es falsa porque afirma que también coincide el número de neutrones.

b) Tabla completa.

${}^{39}_{19}\text{K}$ : $Z = 19$ protones; neutro → 19 electrones; neutrones $= 39 - 19 = 20$ .
${}^{14}_{7}\text{N}$ : 7 protones y 7 electrones; neutrones $= 14 - 7 = 7$ .
Tercera columna: 15 protones → $Z = 15$ , es el fósforo; neutro → 15 electrones; neutrones $= 31 - 15 = 16$ . Símbolo ${}^{31}_{15}\text{P}$ .
Cuarta columna: átomo neutro con 6 electrones → 6 protones, $Z = 6$ , es el carbono; $A = 6 + 8 = 14$ . Símbolo ${}^{14}_{6}\text{C}$ (el carbono-14 de la datación).

SÍMBOLO	${}^{39}_{19}\text{K}$	${}^{14}_{7}\text{N}$	${}^{31}_{15}\text{P}$	${}^{14}_{6}\text{C}$
PROTONES	19	7	15	6
NEUTRONES	20	7	16	8
ELECTRONES	19	7	15	6
NÚMERO MÁSICO	39	14	31	14

Fíjate en que

{}^{14}_{7}\text{N}

{}^{14}_{6}\text{C}

tienen el mismo número másico pero son elementos distintos: son isóbaros, no isótopos.

Consejo

No confundas el número másico con la masa atómica ni con el número de neutrones: $A$ es la suma de protones y neutrones. Y recuerda que el elemento lo fija solo el número de protones.

En la columna que solo da neutrones y electrones, la pista es «átomos neutros»: electrones = protones.

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