Número atômico – O que é? Estrutura, Como calcular e Exercícios Resolvidos

Os experimentos de vários cientistas levaram à descoberta do átomo e de sua função na formação da matéria que constitui os organismos. Como as pesquisas são contínuas, sempre em busca do aperfeiçoamento das respostas para suas questões, foi descoberto a existência de partículas que compõem o átomo e como elas se estruturam.

Dentre essas partículas, encontra-se o próton, que é representado pelo número atômico. O número atômico é uma das mais importantes características de um elemento químico, pois é único e é dele que parte a organização da Tabela Periódica.

O que é número atômico?

O número atômico corresponde ao número de prótons de cada átomo, ou seja, número de cargas positivas. Esse valor é único para cada elemento químico.

Estrutura do átomo

O átomo é composto por um núcleo de carga positiva, que contém os prótons e nêutrons. Os elétrons possuem carga negativa e estão posicionados na eletrosfera, ao redor do núcleo, em órbitas definidas.

Esse modelo da estrutura atômica foi sugerido por Rutherford-Bohr e o usamos até hoje.

Número atômico e número de massa

As informações que compõem a estrutura dos átomos são o número atômico e o número de massa. Por convenção, escreve-se para um elemento químico X:

Em que:

Z = número atômico;

A= número de massa.

O número atômico é único de cada elemento químico. Ele é simbolizado pela letra Z e corresponde ao número de prótons presentes no núcleo.

Esse número pode ser visto ao lado do símbolo do elemento químico, subscrito à esquerda, no canto inferior. Por exemplo, se tomarmos o elemento ₂₀Ca⁴⁰, seu número atômico é 20, de acordo com a Tabela Periódica.

Quando estável, o número atômico (Z) é igual ao número de elétrons, pois o elemento é neutro energeticamente, ou seja, não possui carga. Isso significa que ₂₀Ca⁴⁰, possui 20 elétrons.

A importância desse número se deve ao fato de ele estipular as propriedades do elemento químico, bem como sua localização na Tabela Periódica.

Em contrapartida, o número de massa é representado pela letra A e sua unidade é u. Ela é designada pela soma do número de prótons mais o número de nêutrons. Na seguinte fórmula A = p + n, em que p = número de prótons; Z = número atômico; n = número de nêutrons.

Se tomarmos novamente como exemplo ₂₀Ca⁴⁰, verificamos que sua massa é 40u. Ou seja, a massa é a quantidade de partículas contidas no núcleo.

Como calcular o número atômico?

Para calcular os valores de qualquer elemento químico, podemos usar a fórmula de massa acima (A = p + n).

Tomemos um elemento X, que contenha 30 prótons e 13 nêutrons. Se o número de prótons (p) é igual ao número atômico (Z), Z=30, e se a massa A é a soma de prótons e nêutrons, então, neste caso, A = 30 + 13 = 43u.

Se o número de elétrons é igual ao número de prótons, então, e=20. Dessa forma, sua representação seria: ₃₀X⁴³.

Exercícios resolvidos

1) (UERJ-1998 – adaptada) Há cem anos, foi anunciada ao mundo inteiro a descoberta do elétron, o que provocou uma verdadeira “revolução” na ciência. Essa descoberta proporcionou à humanidade, mais tarde, a fabricação de aparelhos eletroeletrônicos, que utilizam inúmeras fiações de cobre. A alternativa que indica corretamente o número de elétrons contido na espécie química ₂₉Cu é:

1. A) 25
2. B) 27
3. C) 31
4. D) 29

Alternativa “d”, pois o número 29 representa o número atômico (Z), que é o mesmo valor do número de prótons (p), e que, por sua vez, é o mesmo que o número de elétrons, quando no estado neutro.

2) (Unifor – CE) Dentre as espécies químicas:

As que representam átomos cujos núcleos possuem 6 nêutrons são:

1. a) ₆C¹⁰ ₆C¹² 
2. b) ₅B¹¹ ₆C¹² 
3. c) ₅B¹⁰ ₅B¹¹         
4. d) ₅B⁹ ₆C¹⁴
5. e) ₅B¹⁰ ₆C¹⁴

Alternativa “b”. Basta aplicar a fórmula A = p + n e inverte-la em n = A – p. Assim, os únicos que possuem 6 nêutrons são ₅B¹¹ e  ₆C¹².

Informações extras

Na Tabela Periódica, os elementos estão posicionados de forma crescente em relação ao seu número atômico. Assim, o primeiro elemento é o H, que possui valor igual a 1, seguido pelo He, Z=2, e assim por diante. Nessa tabela, o valor de Z vem em cima do respectivo elemento, indicando o valor de prótons de cada um, e o valor da massa vem embaixo.