Prótons, nêutrons e elétrons
Prótons, nêutrons e elétrons são as partículas que constituem o átomo, que é a menor parte do elemento. Essas partículas determinam as características e propriedades dos elementos químicos.
Os prótons e nêutrons estão concentrados no núcleo atômico, enquanto os elétrons estão distribuídos na crosta ou na periferia do átomo. Um átomo tem o mesmo número de elétrons e prótons, enquanto o número de nêutrons é variável.
A seguir, apresentamos uma tabela comparativa entre prótons, nêutrons e elétrons.
| Próton | Nêutron | Elétron | |
|---|---|---|---|
| Definição | Partícula subatômica de carga positiva | Partícula de carga neutra subatômica | Partícula subatômica carregada negativamente |
| Carregar | Positivo +1 |
Neutro 0 |
Negativo -1 |
| Símbolo | p+ | n0 | e- |
| Localização no átomo | Testemunho | Testemunho | Orbitais periféricos |
| Massa (kg) | 1.673 x 10--27kg | 1.675 x 10--27kg | 9.109 x 10--31kg |
| Massa comparada ao próton (amu) | 1 | 1 | 0,0005 |
| Partícula elementar | 3 quarks: 2 u e 1 d | 3 quarks: 2 d e 1 u | 1 lepton |
| Discoverer (ano) | E. Rutherford (1911) | J. Chadwick (1931) | J.J. Thomson (1897) |
O que é um próton?
Prótons são as partículas carregadas positivamente encontradas no núcleo de um átomo. Cada átomo de um elemento possui um número fixo de prótons, que determina seu número atômico, ou Z. Assim, o hidrogênio tem um próton e Z é igual a 1.
A massa do próton é 1,673 x 10-27 kg, que representa 1 unidade de massa atômica ou amu (por sua sigla em Inglês unidade de massa atômica).
Em 1911, Ernest Rutherford descobriu que o núcleo de um átomo era minúsculo e com carga positiva, daí o conceito de próton.
O próton é composto de partículas elementares chamadas quarks ou quarks: 2 quarks u (por pra cima= topo) e 1 quartk d (por baixa= para baixo).
Como calcular os prótons de um átomo?
O número de prótons em um átomo pode ser determinado a partir de seu número atômico, que é o número da posição na tabela periódica.
Por exemplo, o ouro Au tem um número atômico = 79, o que significa que o ouro tem 79 prótons em seu núcleo.
O que é um nêutron?
Os nêutrons são as partículas encontradas no núcleo de um átomo junto com os prótons. Eles são indicados pela letra n e eles têm carga neutra. O único elemento que não possui nêutrons é o hidrogênio.
A massa dos nêutrons é muito semelhante à dos prótons, então a soma das massas dos prótons e nêutrons determina a massa atômica de um elemento.
Os átomos que têm o mesmo número atômico, mas diferentes números de nêutrons são chamados de isótopos. Por exemplo, o deutério é um isótopo do hidrogênio, que possui um nêutron e um próton no núcleo.
O físico inglês James Chadwick descobriu essa partícula subatômica em 1931, com massa próxima à do próton, mas com carga elétrica neutra, por isso foi chamada de nêutron.
O nêutron é composto como o próton por quarks: 1 quark u (por pra cima= topo) e 2 quartk d (por baixa= para baixo).
Como calcular os nêutrons de um átomo?
Podemos calcular o número de nêutrons em um átomo se conhecermos sua massa atômica e seu número atômico Z. Já sabemos que o número atômico Z é o número de prótons e a massa atômica é a soma dos prótons e nêutrons que um átomo possui.
Por exemplo, o oxigênio tem uma massa atômica de 16 e Z é 8. O número de prótons no oxigênio é igual à massa atômica menos Z:
16 - 8 = 8 nêutrons
O que é um elétron?
Os elétrons são as partículas do átomo que estão na nuvem que cerca o núcleo. Enquanto os prótons e nêutrons estão concentrados no núcleo, os elétrons são distribuídos em camadas externas.
Elétrons na camada mais externa de um átomo podem pular de um átomo para outro. Isso dá ao átomo uma carga elétrica diferente; por exemplo, se um átomo ganha um elétron, sua carga será negativa, enquanto se perder um elétron, a carga será positiva.
É o que acontece nos íons, ou seja, um átomo que ganha ou perde um ou mais elétrons. Por exemplo, o cloro tem 17 elétrons, mas pode ganhar um elétron para se tornar um ânion cloreto de Cl.-, com 18 elétrons e carga negativa.
O elétron foi descoberto em 1897 por J.J. Thomson, o mesmo homem do modelo atômico "pudim de passas".
O elétron é formado por uma partícula elementar que é o leptão.
A massa de um elétron é quase 2.000 vezes menor que a do próton e do nêutron. Suponha que um próton ou nêutron fosse do tamanho de uma bola de boliche de 10 libras, então o elétron seria do tamanho de uma pequena bola de gude.
Portanto, a massa dos elétrons em um átomo é desprezível ao calcular a massa atômica.
Como calcular os elétrons de um átomo?
O número de elétrons em um átomo neutro é igual ao número de prótons naquele átomo. Por exemplo, Au gold tem 79 prótons, portanto, terá 79 elétrons.
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- Cátions e ânions
- Átomos e moléculas.
Referências
Myers, R.L. (2005) The Basics of Physics. Greenwood.
Peake, B.M. (1989) A descoberta do elétron, próton e nêutron. J. Chemical Education 66: 738. DOI: 10.1021 / ed066p738
