Química · 8.ª–12.ª classe

Como calcular o número de protões, neutrões e eletrões?

  • 7 min de leitura
  • 5 exemplos resolvidos
  • 6 exercícios com solução
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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

  1. Escreva os dados: Z, A e a carga (se for um ião).
  2. Protões: são iguais a Z.
  3. Neutrões: calcule A − Z.
  4. 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.
  5. 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:

  1. Protões = Z = 11.
  2. Neutrões = A − Z = 23 − 11 = 12.
  3. 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:

  1. Protões = 17; A = 35.
  2. Neutrões = 35 − 17 = 18.
  3. 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:

  1. Protões = Z = 12.
  2. Neutrões = 24 − 12 = 12.
  3. 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:

  1. Protões = 16 e neutrões = 32 − 16 = 16.
  2. A carga −2 significa que ganhou 2 eletrões: 16 + 2 = 18.
  3. 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:

  1. Protões = A − neutrões = 40 − 20 = 20.
  2. Átomo neutro: eletrões = 20.
  3. 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

Tente resolver primeiro no caderno; depois confira.

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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