ESTRÚCTURA ATOMICA II

¿Qué es un Ión?

\nEs aquel átomo o grupo de átomos que desarrollan un campo eléctrico, debido a que la cantidad de protones es diferente a la cantidad de electrones.

Tipos de Iones

CATIÓN

- Carga positiva

- Pierde electrones

- Ejemplos: ${}^{23}_{11}Na^{+1}$ · ${}^{27}_{13}Al^{+3}$

ANIÓN

- Carga negativa

- Gana electrones

- Ejemplos: ${}^{35}_{17}Cl^{-1}$ · ${}^{32}_{16}S^{-2}$

Cómo leer la notación de un ión

\nPara un ión ${}^{A}_{Z}E^{carga}$:

• A = número de masa
• Z = número atómico = número de protones (p)
• n = neutrones = $A - Z$
• e = electrones (varía según la carga)

Regla para los electrones

• Si es catión (carga +): $e = Z - carga$
• Si es anión (carga −): $e = Z + carga$

Ejemplos resueltos

${}^{56}_{26}Fe^{+3}$

- A = 56, Z = 26, n = 30, p = 26, e = 23 → Catión

${}^{31}_{15}P^{-3}$

- A = 31, Z = 15, n = 16, p = 15, e = 18 → Anión

${}^{40}_{20}Ca^{+2}$

- A = 40, Z = 20, n = 20, p = 20, e = 18 → Catión

${}^{1}_{1}H^{+}$

- A = 1, Z = 1, n = 0, p = 1, e = 0 → Catión

Tipos de Núclidos

\nExisten más de 100 elementos en la tabla periódica, pero hay alrededor de 1000 átomos diferentes (núclidos), pues un mismo elemento puede tener átomos con distinta cantidad de neutrones.

Nomenclatura

• E → elemento químico
• A → número de masa
• Z → número atómico
• n → cantidad de neutrones ( $n = A - Z$ )

Los 4 tipos de Núclidos

ISÓTOPOS (Hílidos)

- Mismo elemento, mismo Z, diferente A

- Ejemplo: ${}^{12}_{6}C$ y ${}^{14}_{6}C$

ISÓBAROS

- Diferente elemento, mismo A, diferente Z

- Ejemplo: ${}^{14}_{6}C$ y ${}^{14}_{7}N$

ISÓTONOS

- Diferente elemento, mismo n, diferente A y Z

- Ejemplo: ${}^{23}_{11}Na$ y ${}^{24}_{12}Mg$

ISOELECTRÓNICOS

- Igual cantidad de electrones

- Ejemplo: ${}_{9}F^{-}$ · ${}_{10}Ne$ · ${}_{11}Na^{+}$

Isótopos estables y radiactivos

Isótopos estables: se mantienen inalterables con el tiempo por tener su núcleo estable.

Isótopos radiactivos: se desintegran espontáneamente. Pueden encontrarse en la naturaleza o formarse artificialmente.

Ejemplos de isótopos por elemento

• He (Z=2): ${}^{3}_{2}He$ · ${}^{4}_{2}He$ · ${}^{6}_{2}He$ · ${}^{8}_{2}He$
• B (Z=5): ${}^{8}_{5}B$ · ${}^{10}_{5}B$ · ${}^{11}_{5}B$ · ${}^{12}_{5}B$
• O (Z=8): ${}^{15}_{8}O$ · ${}^{16}_{8}O$ · ${}^{17}_{8}O$ · ${}^{18}_{8}O$ · ${}^{19}_{8}O$ · ${}^{20}_{8}O$
• Ca (Z=20): ${}^{40}_{20}Ca$ · ${}^{41}_{20}Ca$ · ${}^{42}_{20}Ca$ · ${}^{43}_{20}Ca$ · ${}^{44}_{20}Ca$ · ${}^{48}_{20}Ca$

Período de semidesintegración $t_{1/2}$

\nEs el tiempo en que se desintegra la mitad de la cantidad inicial de un isótopo radiactivo.

Ejemplo: Para ${}^{210}_{83}Bi$, $t_{1/2} = 5$ días

• Inicio: 10 g
• Tras 5 días: 5 g
• Tras 10 días: 2,5 g
• Tras 15 días: 1,25 g
• Y así sucesivamente...

Isótopos del Hidrógeno

\nA los isótopos también se les llama "Hílidos" (del griego hile = materia y eidos = especie).

\nEl hidrógeno tiene 3 isótopos naturales:

1. Protio ${}^{1}_{1}H$

- p = 1, n = 0, e = 1

- Forma: $\text{H}_2\text{O}$ común

- Abundancia: 99,985%

2. Deuterio ${}^{2}_{1}H$

- p = 1, n = 1, e = 1

- Forma: $\text{D}_2\text{O}$ pesada

- Abundancia: 0,015%

3. Tritio ${}^{3}_{1}H$

- p = 1, n = 2, e = 1

- Forma: $\text{T}_2\text{O}$ súper pesada

- Radiactivo