Ejercicio resuelto de Sistema periódico · Química · 2021

a) Justifique razonadamente si es verdadera o falsa la siguiente propuesta: todos los isótopos de un mismo elemento químico tienen el mismo número de neutrones y de protones. [0,5 puntos]

b) Complete los huecos de la siguiente tabla correspondientes a átomos neutros: [0,5 puntos]

Símbolo	${}_{19}^{39}\text{K}$	${}_7^{14}\text{N}$		Protones			15	Neutrones				8 Electrones				6 Número másico			31

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Justifique}}\mathbf{\text{razonadamente}}\mathbf{\text{si}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{verdadera}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{falsa}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{siguiente}}\mathbf{\text{propuesta:}}\mathbf{\text{todos}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{is}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{topos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{mismo}}\mathbf{\text{elemento}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{mico}}\mathbf{\text{tienen}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{mismo}}\mathbf{\text{n}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{mero}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{neutrones}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{protones.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

$\mathbf{\text{Falsa}}$, aunque solo a medias, y ahí está el interés de la afirmación.

Lo que define a un elemento químico es su $\mathbf{\text{n}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{mero}}\mathbf{\text{at}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mico}}$, es decir, su número de protones. Todos los isótopos de un mismo elemento tienen, por tanto, el mismo número de protones: eso de la propuesta sí es cierto.

Lo que no lo es es la otra mitad. Los isótopos se llaman así precisamente porque se diferencian en el número de $\mathbf{\text{neutrones}}$, y con ello en el número másico:

$A=Z+N$

Así, el carbono tiene siempre 6 protones, pero el ${}^{12}\mathrm{C}$ tiene 6 neutrones y el ${}^{14}\mathrm{C}$ tiene 8. Comparten todas sus propiedades químicas, que dependen de la corteza electrónica, y se diferencian en la masa y en la estabilidad del núcleo.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Complete}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{huecos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{siguiente}}\mathbf{\text{tabla}}\mathbf{\text{correspondientes}}\mathbf{\text{a}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{tomos}}\mathbf{\text{neutros.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

Se usan tres relaciones: $Z$ es el número de protones y define el elemento; en un átomo $\mathbf{\text{neutro}}$ los electrones igualan a los protones; y el número másico es $A=Z+N$.

Tercera columna: dan 15 protones y un número másico de 31. El elemento de $Z=15$ es el $\mathbf{\text{f}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{sforo}}$, así que se trata del ${}_{15}^{31}\mathrm{P}$, con 15 electrones y $31-15=16$ neutrones.

Cuarta columna: dan 8 neutrones y 6 electrones. Al ser el átomo neutro, esos 6 electrones significan $Z=6$, que corresponde al $\mathbf{\text{carbono}}$, y el número másico es $6+8=14$: el ${}_6^{14}\mathrm{C}$.

$\text{S}\acute{\text{ı}}\text{mbolo}$	${}_{19}^{39}\text{K}$	${}_7^{14}\text{N}$	${}_{15}^{31}\text{P}$	${}_6^{14}\text{C}$ Protones	19	7	15	6 Neutrones	20	7	16	8 Electrones	19	7	15	6 Número másico	39	14	31	14