Química inorgânica/Introdução/Estrutura do átomo
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Os átomos não se extinguem ou se criam. Um grama de água, por exemplo, possui aproximadamente cem sextilhões (1023) de átomos (3,3 x 1022 moléculas). Apesar disso, sabemos como eles são:
As bolas ilustradas são chamadas partículas atômicas. Elas são:
- Prótons (p) - os prótons na ilustração são bolas vermelhas, e são a identidade do átomo. Sua carga é positiva;
- Nêutrons (n) - os nêutrons na ilustração são as bolas azuis, e a carga é nula;
- Elétrons (e) - os elétrons na ilustração são as bolas brancas, e sua carga é negativa.
Você já deve ter ouvido a famosa lei física das cargas os opostos se atraem. Esta regra também é aplicada ao átomo. Os prótons exercem uma força sobre os elétrons que os atraem. Além disso, a quantidade de elétrons no átomo é, na maioria dos casos, igual à quantidade de prótons. Já a quantidade de nêutrons, geralmente é próxima à quantidade de prótons. Os átomos podem perder essas partículas por fenômenos que não serão tema deste livro.
Núcleo atômico
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O núcleo do átomo é um aglomerado de prótons e nêutrons. A quantidade de partículas no núcleo denomina-se massa atômica, - que corresponte a massa total do átomo - pois o nêutron e o próton possuem massa próxima e superior a do elétron (que é praticamente desprezível). Usualmente se utiliza a letra A. Podemos descrever, então:
A quantidade de prótons (p) também é conhecida por número atômico (Z). Cada elemento possui um determinado número atômico, que pode ser visualizado na tabela periódica e esse número que caracteriza o elemento químico.
Já o número de nêutrons não altera o elemento, por isso o número de massa também não o altera. Veja, abaixo, alguns exemplos de átomos:
| Átomo | Número atômico |
Número de nêutrons |
Massa atômica |
Representação |
|---|---|---|---|---|
| Hidrogênio | 1 | 0 | 1 + 0 = 1 | H ou H-1 ou 1H |
| Deutério | 1 | 1 | 1 + 1 = 2 | H ou H-2 ou 2H |
| Trítio | 1 | 2 | 1 + 2 = 3 | H ou H-3 ou 3H |
Observe que, independentemente do número de nêutrons e de massa, os três átomos recebem a designação H, porque os três tem o número atômico igual a 1. Caso se deseje destacar a massa do átomo, existem duas maneiras de fazê-lo, como você pode notar. Átomos de mesmo número atômico, mas de diferentes massas, como no caso acima, são denominados isótopos. Neste caso, o deutério e o trítio são isótopos de hidrogênio.
Eletrosfera
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A eletrosfera é a parte do átomo em que circundam os elétrons. A eletrosfera é dividida em várias camadas, na natureza o maior número de elétrons já encontrado em um átomo foi:
- Camada K - 2 elétrons;
- Camada L - 8 elétrons;
- Camada M - 18 elétrons;
- Camada N - 32 elétrons;
- Camada O - 32 elétrons;
- Camada P - 18 elétrons;
- Camada Q -8 elétrons.
A camada K é a mais próxima do núcleo, enquanto que a camada Q é a mais distante. Todos os átomos possuem ao menos uma camada.
Assim como a quantidade de nêutrons é mutável, a quantidade de elétrons é. Os átomos são considerados neutros quando a quantidade de elétrons totais é igual ao número atômico. Veremos com mais detalhes esta característica adiante.