Conceptos generales del átomo

Qué es el número atómico

Carolina Di Cosco
Por Carolina Di Cosco, Profesora de matemáticas. Actualizado: 22 agosto 2024
Qué es el número atómico

El número atómico es la cantidad de protones que tiene el núcleo de un átomo, y es lo que determina el tipo de elemento químico. Este número también coincide con la cantidad de electrones en un átomo neutro. En la tabla periódica, los elementos están ordenados según su número atómico.

La materia está compuesta de átomos de diferentes elementos químicos. Los elementos químicos tienen diferentes propiedades y características que los distinguen entre sí y, sin duda, una de las más importantes es el número atómico. El número atómico, que normalmente se representa con la letra "Z", representa el número de protones que tiene un determinado átomo. Los átomos de un mismo elemento tienen el mismo número atómico, mientras que átomos de diferentes elementos tienen siempre, distinto número atómico.

Si alguna vez te has preguntado qué es el número atómico, te invitamos a que sigas leyendo esta lección de unPROFESOR para saber su definición pero también qué implicaciones tiene eso para los átomos.

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Índice
  1. ¿Qué es el número atómico y el número másico?
  2. Número atómico: definición sencilla
  3. ¿Cómo calcular el número atómico de un elemento?
  4. El número atómico y los elementos
  5. Relación entre la tabla periódica y el número atómico
  6. ¿Qué nos indica el número atómico?
  7. Los átomos y las partículas subatómicas
  8. El número atómico y la neutralidad de los elementos

¿Qué es el número atómico y el número másico?

Cuando hablamos de número atómico y másico, debemos pensar en un átomo. Las propiedades del átomo aparecen según el número de partículas que lo componen. La cantidad de protones que componen el núcleo de un átomo será lo que lo distinga de otros. Esta cantidad o número se denomina número atómico y es representado con la letra Z.

Cuando escribimos un elemento, este número se escribe como un subíndice ubicado a la izquierda del símbolo que lo representa. Por ejemplo, los átomos de Litio, poseen 3 protones en su núcleo, por lo que el número atómico es Z = 3.

Cuando los átomos son neutros, esto significa que la cantidad de protones y electrones coinciden, es decir esos dos números o cantidades son iguales.

Qué es el número másico

Ahora bien, el total de partículas que posee el núcleo de un átomo viene representado por el denominado número másico. Este número es igual a la suma entre los protones y neutrones de un átomo. La letra que representa esta cantidad es A y cuando escribimos un elemento debemos situarlo a la izquierda del mismo como un superíndice. La unidad de medida que se utiliza en este número es uma, la que representa los electrones no se tiene en cuenta ya que es demasiado pequeña, y suele despreciarse.

El número másico generalmente es igual al doble del número atómico porque son los neutrones los que generan estabilidad en el núcleo del átomo. Es debido a esto, que se supera la repulsión normal que experimentan los protones que poseen carga positiva. Este número tiene una variación entre un isótopo y otro.

Para calcular este número se puede utilizar la siguiente fórmula:

  • A = Z + N
  • Siendo A, el número másico, Z el número atómico, y N el número de neutrones.

Debemos tener en cuenta que el número másico y la MASA Atómica, son dos términos y medidas diferentes. Es decir, no se debe confundir uno con el otro, ya que la masa atómica es la masa promedio que tiene cada átomo y se calcula teniendo en cuenta los isótopos naturales que lo forman.

Qué es el número atómico - ¿Qué es el número atómico y el número másico?

Número atómico: definición sencilla

Si quieres saber qué es el número atómico, ¡atento a nuestra explicación! El número atómico es la cantidad de protones que conforman el número de un átomo de cierto elemento. Normalmente se representa mediante la letra "Z" (siempre en mayúsculas), que proviene de la palabra alemana zahl, que significa número.

Recordemos que dentro de un átomo hay, clásicamente, tres tipos de partículas: protones, neutrones y electrones. En el núcleo se encuentran los protones y los neutrones, que poseen la mayor cantidad de masa del átomo. Por ello, la suma del número atómico Z y del número de neutrones N da el número de masa A de un átomo.

A veces, en la naturaleza, podemos encontrar átomos con el mismo número atómico (Z), pero diferentes números de neutrones (N), y por lo tanto diferentes masas atómicas. A estos átomos se les conocen como isótopos. Si quieres saber más sobre las Características de los isótopos puedes consultar nuestra lección sobre el tema.

El número atómico tiene muchas aplicaciones en la física y la química. En los siguientes apartados veremos, además de su utilidad principal, para qué han utilizado los físicos y químicos el número atómico.

Qué es el número atómico - Número atómico: definición sencilla
Imagen: Definición

¿Cómo calcular el número atómico de un elemento?

Para calcular el número atómico de un elemento se deben seguir los siguientes pasos:

  • Primero: debemos tener siempre a mano una tabla periódica. Se puede conseguir una copia, mirarla desde la pc en un sitio web, o en algún libro de química, ya que todos tienen una.
  • Segundo: Como cada elemento tiene un número atómico diferente, debemos encontrar el que estamos buscando en la tabla periódica. En todas las tablas, figuran los nombres completos de todos los elementos, además de su símbolo y los diferentes números que lo caracterizan.
  • Tercero: En la tabla periódica, el número atómico generalmente se encuentra escrito en la parte superior derecha del elemento, por lo que debemos hallar ese número entero. La masa atómica es la que suele ser un número decimal, pero el número atómico siempre pertenece al conjunto de los enteros.
  • Cuarto: Para confirmar si efectivamente estás mirando el número atómico, deberán fijarse en en anterior y el posterior, ya que están acomodados en la tabla de tal forma que si elegiste el elemento 15, de un lado deberá figurar el 14 y del otro el 16.

El número atómico y los elementos

Ahora que ya sabemos qué es el número atómico, vamos a ver los usos que tiene. La principal utilidad del número atómico en la física y la química es el definir los átomos de un mismo elemento. Es tan importante que la búsqueda de nuevos elementos se hace, normalmente, usando números atómicos.

Un átomo puede tener un mismo número de electrones que otro y no ser átomos del mismo elemento. En cambio, si el número atómico de dos átomos es el mismo, necesariamente ambos átomos pertenecen a átomos de un mismo elemento.

Los átomos, en estado natural puro como elementos químicos, se encuentran en esta neutro. Por tanto, según los principios de la mecánica cuántica será el número de protones en el núcleo del átomo el que determine el número de electrones que puede albergar en sus orbitales, que rodean al núcleo. El número de electrones, en particular la capa de valencia más externa, es el factor primario en la determinación de su comportamiento de unión química.

Por lo tanto, es el número atómico el que determina las propiedades químicas de un elemento. Por esta razón un elemento puede ser definido como consistente si tenemos una mezcla de átomos con un número atómico determinado.

Qué es el número atómico - El número atómico y los elementos
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Relación entre la tabla periódica y el número atómico

Como hemos visto anteriormente, el número atómico o número de protones en el núcleo es que el que determina realmente el número de electrones que puede tener un determinado átomo. Es por ello que, indirectamente, el número atómico determina el orden de los elementos en la tabla periódica.

Si alguna vez te has tenido que enfrentar al estudio de la tabla periódica de los elementos puede que te hayas preguntado, ¿qué criterio han seguido a la hora de ordenar estos elementos? ¿están ordenados al azar? ¿acaso según su orden de descubrimiento? Pues no, están ordenados según el orden de llenado de los orbitales electrónicos.

Como ya hemos visto anteriormente, el número atómico determina en último lugar el número de electrones que puede tener un átomo. Por tanto, el número atómico define la configuración electrónica del átomo. Es por esto que, de forma indirecta, el número atómico permite el ordenamiento de los distintos elementos químicos en la tabla periódica, que comienza con el hidrógeno (Z=1) y sigue con el helio (Z=2), el litio (Z=3), el berilio (Z=4), el boro (Z=5), el carbono (Z=6), etc.

Qué es el número atómico - Relación entre la tabla periódica y el número atómico
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¿Qué nos indica el número atómico?

El número atómico, como mencionamos anteriormente es el número de protones que posee un elemento. Con esto, estamos diciendo que este número determina cuál será la carga que posee un cierto elemento, ya que determina cuántos son los electrones que pueden mantener este átomo. Como son los electrones los que se encargan de las interacciones químicas que se suceden en él, será el número atómico quien establezca cuáles son las propiedades químicas y físicas de cada elemento.

Por ejemplo, si tenemos un átomo de sodio con Z = 11, es decir que tiene 11 protones, y podemos asegurar que cada átomo de sodio tiene esa cantidad. Ahora bien, si tenemos dos átomos de sodio, estos pueden tener diferentes cantidades de neutrones y electrones, pero siempre tendrán 11 protones cada uno.

Los átomos y las partículas subatómicas

Los átomos están formados por partículas subatómicas, que son los protones, neutrones y electrones. Los primeros dos son aquellos que forman parte del núcleo del átomo, mientras que los electrones son los que giran alrededor. Los neutrones como lo indica su nombre son los que poseen carga neutra, mientras que los protones tienen carga positiva y los electrones negativa.

En la naturaleza, los átomos tienen carga neutra, es decir que la cantidad de protones y electrones es la misma. La carga negativa y positiva es igual, por lo que podemos deducir que si un átomo tiene un número atómico igual a 12, Z = 12, entonces tendrá once electrones y once protones.

El número atómico tiene la característica de que permite que se organicen los elementos conocidos, en la tabla periódica de elementos. Se ubican desde el que tiene menor número atómico, hasta el que tiene un mayor número conocido. Se acomodan a partir de filas y columnas en la tabla teniendo en cuenta el número de protones que lo forman. El primer elemento ubicado en la tabla es el Hidrógeno que tiene Z = 1, pero más abajo en la tabla por ejemplo se encuentra el Mercurio con Z = 80, no siendo éste el último elemento. Esto es muy importante ya que hay elementos más pesados que otros, por lo tanto es una forma fácil de encontrarlos o diferenciarlos en la tabla.

El número atómico y la neutralidad de los elementos

Normalmente, los elementos químicos suelen expresarse como átomos o moléculas neutras pero no tienen porqué serlo siempre. En ocasiones, algunos átomos o moléculas tienen más electrones o menos electrones de lo debido. En el caso de que el átomo o molécula tenga los electrones debidos, y no tenga carga eléctrica, (eléctricamente neutro), el número atómico será igual al número de electrones del átomo que se pueden encontrar alrededor de la corteza.

En otros casos, los átomos pueden tener un número de electrones más grande que el que le corresponden según su número atómico, y están por tantos cargados negativamente. Estos se denominan aniones. En el caso contrario, el número de electrones del átomo o molécula es menor que el número atómico y estarán cargados positivamente. Estaríamos ante un catión.

Estos electrones determinan principalmente el comportamiento químico de un átomo y serán muy importantes a la hora de determinar como los diferentes átomos o moléculas se relacionan entre sí.

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Bibliografía
  • Energía Nuclear (20 de mayo de 2019) Número atómico. Recuperado de https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/numero-atomico
  • Recio Miñarro, J. (s.f) El número atómico y el número másico. Recuperado de http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/el_atomo/zya.htm?4&0
  • Wikipedia (25 de enero de 2020) Número atómico. Recuperado de https://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_at%C3%B3mico
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Juan Pablo Matarrita Brenes
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