Definição de Estrutura Atômica

Candela Rocío Barbisan | Janeiro 2022
Engenharia Química

De acordo com Tabela periódica, existem aproximadamente 118 tipos diferentes de átomos que, quando agrupados, formam moléculas. A estrutura do átomo foi estudada por diferentes cientistas até chegar ao que hoje tomamos como critério. geral, que é que um átomo é composto de duas zonas bem diferenciadas: a zona nuclear e a zona extra nuclear.

A zona nuclear é formada pela carga positiva (prótons) e cargas neutras (nêutrons), razão pela qual compõe quase 99,99% da massa atômica apesar de ter um tamanho reduzido de 10-12 cm. As partículas no interior são mantidas juntas por forças nucleares, forças muito fortes que dão origem a Energia nuclear.

Apesar de ter a menor massa atômica, a zona extranuclear ocupa 99,99% da volume do átomo, e é carregado negativamente sendo a zona hospedeira para os elétrons, que estão em contínua movimento indefinidamente.

Quando o átomo é neutro, diz-se que o número de elétrons e prótons é igual. Agora, quando um átomo perde ou ganha elétrons, permanecendo carregado positiva ou negativamente, formam-se espécies iônicas chamadas cátions e ânions. Dependendo do número de elétrons ganhos ou perdidos, eles recebem um nome, por exemplo, no caso de Alumínio, que é um metal que forma um íon positivo, pois perde três elétrons, é chamado de cátion trivalente.

Se olharmos para as massas das partículas subatômicas, veremos que elas são semelhantes na ordem dos prótons e nêutrons enquanto os elétrons têm uma massa menor, todos eles definidos na Tabela Periódica em a Unidade de "um". “uma” significa “Unidade de Massa Atômica” e é definida como um duodécimo da massa atômica do carbono, para estabelecer uma magnitude de referência. Por sua vez, é definido como a seguinte equivalência:

1 u = 1,66 x 10^-24 gramas

Se olharmos para as ordens de grandeza, eles percebem que é um valor minúsculo e imperceptível para a visão humana. Então ao ler a massa atômica de um elemento, por exemplo, no caso do Hélio vemos que é 4,002602 amu ou, o que dá no mesmo, 6,64x10-24 gramas.

Ao definir a estrutura atômica de um elemento nos referimos a dois números conhecidos que nos permitem identificar rapidamente o átomo que estamos nomeando. Esses números são: o número atômico e o número de massa.

O número atômico ou "Z" representa o número de prótons que o átomo possui em seu núcleo. Como dissemos antes, se o átomo é neutro, "Z" também corresponde ao número de elétrons na zona nuclear extra. Graças ao seu número "Z" podemos localizá-lo na Tabela Periódica, o que lhe dará uma série de certas propriedades. Quanto ao número de massa ou "A" refere-se ao número de prótons e nêutrons que o átomo possui em seu núcleo. Em geral, ambos os números são expressos da seguinte forma:

Onde X representa o símbolo de Elemento químico.

Embora para um determinado “X”, “Z” seja único, “A” pode variar devido à existência de isótopos.

Isótopos são átomos do mesmo elemento que diferem no número de nêutrons. Portanto, eles podem ter o mesmo "Z", ou seja, o mesmo número de prótons, mas não o mesmo "A", pois os nêutrons variam de um para outro.

Existem muitos exemplos de isótopos na natureza, os mais difundidos são os isótopos de carbono. Existem as seguintes estruturas atômicas para o mesmo elemento:

Como podemos ver, em cada um deles, o número de nêutrons varia. Todas as espécies conservam seis prótons enquanto a primeira tem 5 nêutrons, a segunda 6, a terceira 7 e a última 8. Dependendo do isótopo é que o uso é determinado. Por exemplo, o isótopo Carbono-13 é o menos disponível na natureza, apesar de ser fisicamente estável. O carbono-14 é um isótopo radioativo com aplicações neste campo e o grafite é um dos isótopos mais úteis atualmente.