Isótopos, iones y molaridad: definiciones y conceptos

Estructura atómica general

Un átomo es la unidad de materia más pequeña posible que tiene los rasgos característicos de un elemento. Los átomos están formados por tres partículas subatómicas principales: el protón , el neutrón y el electrón . La cantidad de protones cargados positivamente y neutrones no cargados (‘neutros’) se suma a la masa atómica (o número de masa) del átomo. Ambas partículas se encuentran en el núcleo del átomo. La cantidad de electrones cargados negativamente que rodean el núcleo es igual a la cantidad de protones. Si bien los electrones a menudo se describen como ‘orbitando’ el núcleo de manera muy similar a como un planeta orbita alrededor del sol, los electrones no viajan en caminos fijos. Más bien, los electrones viajan salvajemente alrededor del núcleo en una nube de electrones.

Modelos de estructura atómica. CC por OpenStax

Isótopos

Si bien un elemento tiene un número constante de protones, es posible que un elemento exista en múltiples formas. Estas diferentes formas se conocen como isótopos . Un isótopo se distingue de otro isótopo por el diferente número de neutrones.

Por ejemplo, el hidrógeno tiene tres isótopos naturales: 1H ( protio ), 2H ( deuterio ) y 3H ( tritio). El más común de estos es 1H, que ocurre el 99,98% de las veces. El núcleo de un átomo de protio contiene solo un protón. 2H es el otro isótopo estable de hidrógeno. Representa aproximadamente el 0,0156% de todo el hidrógeno que se encuentra en la Tierra. Un átomo de deuterio contiene un solo neutrón más un solo protón, lo que le da un número másico de dos. Debido a la partícula adicional en su núcleo, el deuterio tiene aproximadamente el doble de la masa del átomo de protio. Un átomo de tritio contiene un protón más dos neutrones, lo que le da un número másico de tres. El tritio es extremadamente raro en la Tierra, ya que se crea principalmente en la atmósfera cuando los rayos cósmicos interactúan con varias moléculas de aire.

Iones

Un átomo neutro tendrá la misma cantidad de protones cargados positivamente y electrones cargados negativamente. En esta situación, el átomo permanece eléctricamente neutro. Sin embargo, cuando un átomo pierde o gana electrones a través de una reacción química, el átomo se carga positiva o negativamente. Esto sucede con frecuencia para llenar la capa de electrones de valencia del átomo. Cuando un átomo gana un electrón, se carga negativamente; cuando pierde un electrón, se carga positivamente. Un átomo que tiene carga eléctrica, sin importar si es positiva o negativa, se llama ion . Además, un ion cargado positivamente también se conoce como catión (piense en la ‘t’ en el medio como un signo más), mientras que un ion cargado negativamente se conoce como anión. (piense en la ‘n’ como sinónimo de negativo).

Molaridad

Para comprender el concepto de molaridad de una solución, es necesario comprender algunos términos químicos relacionados. Un soluto es una sustancia que se disuelve, como el azúcar o el mercurio. Un solvente se refiere a la sustancia en la que se disuelve el soluto. Una solución es una mezcla de dos o más sustancias. El agua es el solvente más común. Hay varias formas de describir mezclas de solutos y solventes en química. Un método para medir la concentración de un soluto se llama molaridad , que es el número de moles (M) del soluto por litro de solvente. Un lunarde un elemento se define por su masa atómica, mientras que un mol de un compuesto es la suma de las masas atómicas de sus componentes, llamadas «masas moleculares». Muchas sustancias en el torrente sanguíneo y otros tejidos del cuerpo se miden en milésimas de mol o milimoles (mM).

Ejemplo: si tiene 0,5 moles de NaCl en 1,5 L de H2O, la molaridad es 0,5 mol / 1,5 L. Molaridad = 0,33 M.

Resumen de la lección

En esta lección. discutimos la estructura general del átomo, incluidas sus tres partículas primarias: el protón , el neutrón y el electrón . En un átomo neutro, el número de electrones y protones en un átomo es igual. Sin embargo, cuando este número es desigual, se crea un ion . Un átomo que ha perdido electrones está cargado positivamente y se conoce como catión , y un átomo que ha ganado electrones tiene carga negativa y se conoce como anión . Es posible que los elementos existan como una variedad de isótopos . Las diferencias en los isótopos se basan en que el elemento tiene un número diferente de neutrones en su núcleo.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador