Partículas subatómicas e isótopos

Teoría Ejercicios

Partículas subatómicas y cálculos atómicos

Las tres partículas subatómicas

Partícula	Símbolo	Carga	Masa (u)	Masa (kg)	Ubicación
Protón	p	+1	1	1.673 × 10⁻²⁷	Núcleo
Neutrón	n	0	1	1.675 × 10⁻²⁷	Núcleo
Electrón	e	-1	≈ 0	9.109 × 10⁻³¹	Nube electrónica

Fórmulas clave

Símbolo	Nombre	Fórmula
Z	Número atómico	= número de protones
A	Número másico	= protones + neutrones
n	Neutrones	= A - Z
e	Electrones (átomo neutro)	= protones
Carga	Carga del ion	= protones - electrones

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1: Átomo neutro — ¹⁶₈O (Oxígeno-16)

Símbolo	Valor	¿Cómo?
Z	8	Dado (número inferior)
A	16	Dado (número superior)
p	8	p = Z
n	8	n = A - Z = 16 - 8
e	8	e = p (neutro)
Carga	0	Átomo neutro

Ejemplo 2: Catión (+) — ²³₁₁Na⁺ (ion sodio)

Símbolo	Valor	¿Cómo?
Z	11	Dado
A	23	Dado
p	11	p = Z
n	12	n = A - Z = 23 - 11
e	10	Pierde 1 electrón
Carga	+1	p - e = 11 - 10

Ejemplo 3: Anión (-) — ³²₁₆S²⁻ (ion sulfuro)

Símbolo	Valor	¿Cómo?
Z	16	Dado
A	32	Dado
p	16	p = Z
n	16	n = A - Z = 32 - 16
e	18	Gana 2 electrones
Carga	-2	p - e = 16 - 18

Ejemplo 4: Identificar a partir de partículas — p = 26, n = 30, e = 24

Símbolo	Valor	¿Cómo?
p	26	Dado
Z	26	Z = p
Elemento	Hierro (Fe)	Buscar Z = 26
n	30	Dado
A	56	A = p + n = 26 + 30
e	24	Dado
Carga	+2	p - e = 26 - 24
Ión	Fe²⁺	Catión (pierde 2 e)

Tablas de práctica

Tabla 1: Átomos neutros

Completa los valores que faltan:

Elemento	Símbolo	Z	A	p	n	e
Hidrógeno	¹₁H	1	1	1	0	1
Carbono	¹²₆C	6	12	6	6	6
Nitrógeno	¹⁴₇N	7	14	7	7	7
Oxígeno	¹⁶₈O	8	16	8	8	8
Sodio	²³₁₁Na	11	23	11	12	11
Cloro	³⁵₁₇Cl	17	35	17	18	17
Hierro	⁵⁶₂₆Fe	26	56	26	30	26

Tabla 2: Cationes (iones positivos)

Ión	Z	A	p	n	e	Carga
Na⁺	11	23	11	12	10	+1
K⁺	19	39	19	20	18	+1
Mg²⁺	12	24	12	12	10	+2
Ca²⁺	20	40	20	20	18	+2
Al³⁺	13	27	13	14	10	+3
Fe²⁺	26	56	26	30	24	+2
Fe³⁺	26	56	26	30	23	+3
Cu²⁺	29	64	29	35	27	+2

Tabla 3: Aniones (iones negativos)

Ión	Z	A	p	n	e	Carga
F⁻	9	19	9	10	10	-1
Cl⁻	17	35	17	18	18	-1
Br⁻	35	80	35	45	36	-1
O²⁻	8	16	8	8	10	-2
S²⁻	16	32	16	16	18	-2
N³⁻	7	14	7	7	10	-3
P³⁻	15	31	15	16	18	-3

Isótopos

Isótopos = mismo Z (protones), distinto n (neutrones)

Isótopos del hidrógeno

Nombre	Símbolo	Z	A	p	n	e	Abundancia	Estabilidad	Uso / presencia
Protio	¹₁H	1	1	1	0	1	99.98%	Estable	El más común; presente en el agua (H₂O) y en compuestos orgánicos
Deuterio	²₁H (D)	1	2	1	1	1	0.02%	Estable	Agua pesada (D₂O) en reactores nucleares; espectroscopía RMN
Tritio	³₁H (T)	1	3	1	2	1	Traza	☢️ Radiactivo (t½ = 12.3 a)	Combustible de fusión nuclear; relojes luminiscentes; se produce en reactores nucleares

Isótopos del carbono

Nombre	Símbolo	Z	A	p	n	e	Abundancia	Estabilidad	Uso / presencia
Carbono-12	¹²₆C	6	12	6	6	6	98.9%	Estable	Referencia de la unidad de masa atómica (1 u = 1/12 de ¹²C); materia orgánica
Carbono-13	¹³₆C	6	13	6	7	6	1.1%	Estable	Espectroscopía RMN; estudios metabólicos; investigación climática
Carbono-14	¹⁴₆C	6	14	6	8	6	Traza	☢️ Radiactivo (t½ = 5,730 a)	Datación por radiocarbono de fósiles y restos arqueológicos; se forma en la atmósfera por rayos cósmicos

Gráfico de estabilidad nuclear

Identifica el elemento

Usa la tabla periódica para identificar elementos a partir de sus datos:

Tabla 4: Encuentra el elemento

Z	A	p	n	e	Carga	Elemento	Isótopo	Símbolo
1	1	1	0	1	0	Hidrógeno	Protio	¹H
6	12	6	6	6	0	Carbono	Carbono-12	¹²C
8	16	8	8	10	-2	Oxígeno	Oxígeno-16	¹⁶O^2-
11	23	11	12	10	+1	Sodio	Sodio-23	²³Na⁺
17	35	17	18	18	-1	Cloro	Cloro-35	³⁵Cl^-
26	56	26	30	24	+2	Hierro	Hierro-56	⁵⁶Fe²⁺
20	40	20	20	18	+2	Calcio	Calcio-40	⁴⁰Ca²⁺