Química · 8.ª–12.ª classe
Como calcular o número de protões, neutrões e eletrões?
Resposta curta
Protões = número atómico (Z). Num átomo neutro, eletrões = Z. Neutrões = A − Z, onde A é o número de massa. Exemplo: sódio-23 (Z = 11, A = 23) → 11 protões, 11 eletrões e 23 − 11 = 12 neutrões. Num ião, eletrões = Z − carga.
Quando se aplica
Este cálculo aparece sempre que um exercício dá o símbolo de um elemento, o seu número atómico e o seu número de massa e pede a composição do átomo ou do ião. É a base para estudar isótopos, iões, distribuição eletrónica e ligações químicas.
O que precisa de saber antes
- Número atómico (Z): número de protões do núcleo. Identifica o elemento e vem na tabela periódica.
- Número de massa (A): número total de partículas do núcleo, isto é, protões + neutrões. É um número inteiro (não confundir com a massa atómica relativa da tabela periódica, que tem casas decimais).
- Átomo neutro: tem o mesmo número de protões e de eletrões.
- Ião: átomo (ou grupo de átomos) que ganhou ou perdeu eletrões. O catião (carga positiva) perdeu eletrões; o anião (carga negativa) ganhou.
Composição de um átomo ou ião
protões = Z · neutrões = A − Z · eletrões = Z − q (q = carga do ião; q = 0 no átomo neutro; q é negativa nos aniões)
Método passo a passo
- Escreva os dados: Z, A e a carga (se for um ião).
- Protões: são iguais a Z.
- Neutrões: calcule A − Z.
- Eletrões: se o átomo é neutro, são iguais a Z. Se é um ião, calcule Z − q: para Mg2+ (q = +2) são Z − 2; para O2− (q = −2) são Z + 2.
- Verifique: protões + neutrões tem de dar A; e a carga total (protões − eletrões) tem de dar a carga do ião.
Exemplos resolvidos
Exemplo 1 — Átomo neutro
Enunciado: Determine o número de protões, de neutrões e de eletrões de um átomo de sódio com Z = 11 e A = 23.
Resolução:
- Protões = Z = 11.
- Neutrões = A − Z = 23 − 11 = 12.
- Átomo neutro: eletrões = Z = 11.
Resposta: 11 protões, 12 neutrões e 11 eletrões. Verificação: 11 + 12 = 23 = A.
Exemplo 2 — Outro átomo neutro
Enunciado: O cloro-35 tem Z = 17. Calcule o número de neutrões e de eletrões.
Resolução:
- Protões = 17; A = 35.
- Neutrões = 35 − 17 = 18.
- Eletrões = 17 (átomo neutro).
Resposta: 18 neutrões e 17 eletrões.
Exemplo 3 — Catião
Enunciado: O ião magnésio, Mg2+, tem Z = 12 e A = 24. Quantos protões, neutrões e eletrões tem?
Resolução:
- Protões = Z = 12.
- Neutrões = 24 − 12 = 12.
- A carga +2 significa que perdeu 2 eletrões: 12 − 2 = 10.
Resposta: 12 protões, 12 neutrões e 10 eletrões. Verificação: carga = 12 − 10 = +2 ✓.
Exemplo 4 — Nível de exame: anião
Enunciado: O ião sulfureto, S2−, tem Z = 16 e A = 32. Determine a sua composição e compare o número de eletrões com o do árgon (Z = 18).
Resolução:
- Protões = 16 e neutrões = 32 − 16 = 16.
- A carga −2 significa que ganhou 2 eletrões: 16 + 2 = 18.
- O árgon neutro tem 18 eletrões.
Resposta: 16 protões, 16 neutrões e 18 eletrões. O ião S2− tem o mesmo número de eletrões do árgon (são espécies isoeletrónicas).
Exemplo 5 — Descobrir Z a partir dos neutrões
Enunciado: Um átomo neutro tem número de massa 40 e 20 neutrões. Quantos protões e eletrões tem? Que elemento é?
Resolução:
- Protões = A − neutrões = 40 − 20 = 20.
- Átomo neutro: eletrões = 20.
- Z = 20 corresponde ao cálcio (Ca).
Resposta: 20 protões, 20 eletrões; o elemento é o cálcio.
Erros frequentes
- Calcular neutrões como Z − A (ao contrário): dá um número negativo, o que mostra o erro. É sempre A − Z.
- Confundir A com a massa atómica da tabela periódica. O número de massa é inteiro; a tabela dá a massa atómica relativa média, com decimais.
- Esquecer que o ião tem eletrões a mais ou a menos. O número de protões nunca muda; só mudam os eletrões.
- Trocar o sentido da carga: catião (+) perdeu eletrões; anião (−) ganhou eletrões.
- Dizer que Z é o número de neutrões. Z é o número de protões.
- Esquecer a verificação: protões + neutrões = A.
Exercícios propostos
1Exercício 1
Calcule protões, neutrões e eletrões do átomo neutro de flúor com Z = 9 e A = 19.
Ver solução
Protões = 9; neutrões = 19 − 9 = 10; eletrões = 9. Resposta: 9 protões, 10 neutrões e 9 eletrões.
2Exercício 2
O carbono-14 tem Z = 6. Quantos neutrões tem? E o carbono-12?
Ver dica
O número a seguir ao nome do elemento é o número de massa A.
Ver solução
Carbono-14: 14 − 6 = 8 neutrões. Carbono-12: 12 − 6 = 6 neutrões. Ambos têm 6 protões, por isso são isótopos do mesmo elemento.
3Exercício 3
Calcule a composição do ião Na+ (Z = 11, A = 23).
Ver solução
Protões = 11; neutrões = 23 − 11 = 12; eletrões = 11 − 1 = 10. Resposta: 11 protões, 12 neutrões e 10 eletrões.
4Exercício 4
Calcule a composição do ião Cl− (Z = 17, A = 35).
Ver solução
Protões = 17; neutrões = 35 − 17 = 18; eletrões = 17 + 1 = 18. Resposta: 17 protões, 18 neutrões e 18 eletrões.
5Exercício 5
Um átomo tem 15 protões e 16 neutrões. Qual é o seu número de massa? Que elemento é?
Ver solução
A = 15 + 16 = 31. Z = 15 corresponde ao fósforo (P).
6Exercício 6
Um ião X2+ tem 18 eletrões. Qual é o número atómico do elemento?
Ver dica
Um catião 2+ perdeu 2 eletrões.
Ver solução
O átomo neutro tinha 18 + 2 = 20 eletrões, logo Z = 20 (cálcio).
Perguntas frequentes
Quando se usa este método?
Sempre que se conhecem Z, A e a carga, e se pede o número de protões, neutrões e eletrões de um átomo ou ião, o que é muito comum nos exercícios de estrutura atómica.
Existe um método mais rápido?
Basta memorizar: protões = Z, neutrões = A − Z, eletrões = Z − carga. Com a prática, faz-se de cabeça em segundos.
Qual é a diferença entre número atómico e número de massa?
O número atómico (Z) conta os protões e identifica o elemento. O número de massa (A) conta protões mais neutrões. Dois átomos do mesmo elemento podem ter A diferentes (isótopos), mas têm sempre o mesmo Z.
Que erros são mais comuns?
Inverter a subtração dos neutrões, mexer nos protões ao calcular um ião e confundir a carga. Veja "Erros frequentes".
Resumo
- Protões = Z; neutrões = A − Z; eletrões = Z − carga.
- Átomo neutro: protões = eletrões.
- Catião (+): perdeu eletrões. Anião (−): ganhou eletrões.
- O número de protões não muda num ião; só mudam os eletrões.
- Verificação: protões + neutrões = A e carga = protões − eletrões.
Onde aprofundar
- O manual de Química da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
- A tabela periódica e a nomenclatura da IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada).
- O manual aberto OpenStax Chemistry (em inglês), capítulo sobre a estrutura do átomo, para mais exercícios.
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