Relacionar protones, neutrones, electrones, masa molar y número de entidades químicas.
Míralo en un dibujo
Representación esquemática de carbono-12: 6 protones y 6 neutrones en el núcleo. Un átomo neutro tiene 6 electrones. El tamaño del núcleo no está a escala y no se dibujan órbitas clásicas.
Antes de seguir: ¿Qué cambia entre dos isótopos del mismo elemento?
Comprueba tu razonamiento
El número de neutrones; el número de protones Z se mantiene.
Antes de empezar
Necesitas manejar: Estructura del átomo; Notación de cargas; Proporciones.
Escribe en papel tu respuesta a esta pregunta antes de desplegarla.
¿Qué define el elemento?
El número atómico Z.
En un minuto
- El número atómico Z.
- Protones más neutrones.
- Las entidades que se cuentan.
- M es masa por mol; m es la masa de la muestra.
Entiende la idea
El concepto
El número atómico Z es el número de protones del núcleo y determina el elemento químico. El número másico A suma protones y neutrones de un nucleido. Por tanto, el número de neutrones es A−Z. En un átomo neutro hay tantos electrones como protones; formar un ion cambia el número de electrones, no el elemento ni, en una transformación química ordinaria, el núcleo.
Los isótopos de un elemento tienen el mismo Z y distinto número de neutrones. La masa atómica relativa de una muestra isotópica se calcula como una media ponderada de las masas de sus isótopos y sus abundancias. No debe confundirse una masa media decimal con el número másico entero de un nucleido concreto. Las masas isotópicas tampoco son exactamente iguales a sus números másicos.
Cómo utilizarlo sin errores
El mol conecta el mundo microscópico con cantidades medibles. Un mol contiene exactamente 6,02214076·10²³ entidades especificadas. Es necesario indicar si se cuentan átomos, moléculas, iones o unidades fórmula. Un mol de moléculas de agua contiene dos moles de átomos de hidrógeno y uno de átomos de oxígeno.
La masa molar M expresa masa por mol. Si m y M utilizan unidades compatibles, n=m/M da la cantidad de sustancia. Después N=nN_A proporciona el número de entidades. En estos problemas se suministran masas molares redondeadas para centrar el cálculo en el razonamiento. La fórmula de una sustancia indica cómo pasar de moles de compuesto a moles de cada elemento, conservando siempre la distinción entre cantidad de sustancia, masa y número de partículas.
Fórmulas y condiciones de uso
Lee las condiciones junto con cada expresión. Una fórmula sin sus hipótesis puede dar un resultado incorrecto.
Consultar la notación textual original
Neutrones=A−Z. n=m/M. N=nN_A. N_A=6,02214076·10²³ mol⁻¹ exactamente.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1 · Determina protones, neutrones y electrones de ²³Na⁺, con Z=11.
- El núcleo tiene 11 protones y 23−11=12 neutrones.
- La carga +1 significa que ha perdido un electrón respecto al átomo neutro.
- El ion tiene 10 electrones. Perder electrones no cambia Z ni transforma el sodio en otro elemento.
Ejemplo 2 · Calcula los moles y moléculas de 9,0 g de H₂O usando M=18,0 g/mol. ¿Cuántos moles de átomos H contiene?
- n=9,0/18,0=0,50 mol de moléculas de agua.
- N=0,50·6,02214076·10²³≈3,0·10²³ moléculas, con dos cifras significativas.
- Cada molécula tiene dos H: hay 1,0 mol de átomos H, no 0,50 mol de H₂ libre.
Practica antes de mirar la solución
Práctica 1 · Para ³⁵Cl⁻, Z=17, indica p, n y e.
Primera ayuda
La carga negativa supone un electrón extra.
Ver solución razonada
Tiene 17 protones, 35−17=18 neutrones y 18 electrones.
Práctica 2 · Un elemento ficticio tiene isótopos de masas 10,0 u y 11,0 u con abundancias 20 % y 80 %. Calcula su masa media.
Primera ayuda
Pondera con fracciones que sumen uno.
Ver solución razonada
Masa media=10,0·0,20+11,0·0,80=10,8 u. No significa que un núcleo individual tenga número másico 10,8.
Práctica 3 · ¿Qué masa corresponde a 0,25 mol de CO₂ y cuántos moles de átomos O contiene? Usa M=44,0 g/mol.
Primera ayuda
Multiplica n por M y luego por el subíndice del oxígeno.
Ver solución razonada
m=0,25·44,0=11 g. Hay 2·0,25=0,50 mol de átomos O, integrados en CO₂.
El error que debes evitar
No usar el número másico como masa media de todos los átomos. No confundir átomos H con moléculas H₂. No restar la carga del ion al número de protones.
Comprueba lo aprendido
Autoevaluación formativa: no es una nota oficial ni un examen vigilado.
Dos isótopos del mismo elemento tienen…
Solución y explicación
Respuesta: Igual Z. Comparten protones y difieren en neutrones.
Un catión se forma normalmente al…
Solución y explicación
Respuesta: Perder electrones. La ionización química cambia electrones.
Para contar moléculas a partir de masa hay que…
Solución y explicación
Respuesta: Convertir primero masa en moles. n=m/M y después N=nN_A.
Recupera las ideas de memoria
Antes de revelar cada respuesta, di la tuya en voz alta o escríbela. Marca si la recordabas para programar el siguiente repaso.
¿Qué define el elemento?
Ya lo he intentado: revelar respuesta
El número atómico Z.
Intenta responder antes de mirar.
¿Qué cuenta A?
Ya lo he intentado: revelar respuesta
Protones más neutrones.
Intenta responder antes de mirar.
¿Qué debe especificarse junto a mol?
Ya lo he intentado: revelar respuesta
Las entidades que se cuentan.
Intenta responder antes de mirar.
¿Diferencia entre M y m?
Ya lo he intentado: revelar respuesta
M es masa por mol; m es la masa de la muestra.
Intenta responder antes de mirar.
Explícalo y llévalo a otro problema
Construye una cadena de conversión para pasar de gramos de CO₂ a número de átomos de oxígeno, mostrando cómo se cancelan todas las unidades.
Cierre en papel: explica el procedimiento, anota una condición de validez y vuelve a resolver un ejercicio que te haya costado sin consultar sus pasos.
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Fuentes y revisión editorial
Material de elaboración propia con asistencia de IA. Revisión docente final pendiente. La comprobación técnica no certifica la adaptación a una convocatoria concreta de PAU.