Propiedades Atómicas Definidas por el Núcleo

1. El núcleo como identidad del átomo

• El núcleo concentra casi toda la masa y toda la carga positiva del átomo.
• Formado por nucleones:
  • Protón (p+): carga +1, masa ≈ 1 u
  • Neutrón (n0): carga 0, masa ≈ 1 u
• Las propiedades nucleares no dependen de los electrones, solo de protones y neutrones.
• Definen qué elemento es y qué variedad del elemento tenemos.

2. Número atómico (Z)

• Definición: número de protones.
  • Z = Np+
• Carga nuclear: Qnúcleo = +Z · e
• Define la identidad del elemento:
  • Z = 6 → Carbono
  • Z = 8 → Oxígeno
• No hay dos elementos con el mismo Z.
• En átomo neutro: Z = Np+ = Ne-

3. Número másico (A) y número de neutrones (N)

• Número másico: total de nucleones.
  • A = Z + N
• Número de neutrones: se despeja como:
  • N = A - Z
• A no define al elemento, define la masa aproximada en u.
• Notación nuclear estándar:
  • ^A_Z X
  • Ejemplo: ^12_6C → Z=6, A=12, N=12-6=6

4. Isótopos, isóbaros e isótonos

• Isótopos: igual Z, distinto A y N.
  • Mismo elemento, química casi idéntica.
  • Distinta masa, densidad y estabilidad nuclear.
  • Ejemplo: ^12_6C y ^14_6C / ^1_1H, ^2_1H, ^3_1H
• Isóbaros: igual A, distinto Z y N.
  • Elementos diferentes, misma masa aproximada.
  • Ejemplo: ^40_18Ar y ^40_20Ca / ^14_6C y ^14_7N
• Isótonos: igual N, distinto Z y A.
  • Ejemplo: ^13_6C (N=7) y ^14_7N (N=7)
  • Ejemplo: ^23_11Na (N=12) y ^24_12Mg (N=12)

5. Masa atómica promedio

• La mayoría de elementos son mezcla de isótopos en la naturaleza.
• La masa de la tabla periódica es el promedio ponderado por abundancia:
  • M̄ = (M1·%1 + M2·%2 + ... + Mk·%k) / 100
• Ejemplo Cloro: ^35Cl (75%) y ^37Cl (25%)
  • M̄ = (35·75 + 37·25) / 100 = 35.5 u

6. Ideas clave para el examen

• Z define el elemento, A define la variedad de masa, N = A - Z.
• Carga nuclear = +Z, masa nuclear ≈ A.
• Regla mnemotécnica: Isótopos = mismo protón (Z) / Isóbaros = misma balanza (A) / Isótonos = mismo neutrón (N).
• Para todo ejercicio usa siempre A = Z + N y ^A_Z X.