QUÈ ÉS UN ÀTOM NEUTRE? (AMB EXEMPLES) - QUIMICA - 2025

Un àtom neutre és aquell que no té càrrega elèctrica a causa d'una compensació entre el nombre dels seus protons i electrons. Tots dos són partícules subatòmiques carregades elèctricament.

Els protons es troben aglomerats costat dels neutrons, i conformen el nucli; mentre que els electrons es difuminen definint un núvol electrònic. Quan el nombre de protons en un àtom, igual al seu nombre atòmic (Z), iguala el nombre d'electrons, es diu que hi ha una compensació entre les càrregues elèctriques dins de l'àtom.

Àtom d'hidrogen. Font: Mets501 via Wikipedia.

Es té per exemple un àtom d'hidrogen (imatge superior), el qual posseeix un protó i electró. El protó es posiciona al centre de l'àtom com el seu nucli, mentre que l'electró orbita l'espai circumdant, deixant regions de menor densitat electrònica a mesura que s'allunya de l'nucli.

Aquest és un àtom neutre pel fet que es compleix que Z és igual a el nombre d'electrons (1p = 1e). Si l'àtom d'H perdés aquest únic protó, es s'encongiria el radi atòmic i prevaldria la càrrega de l'protó, convertint-se en el catió H ⁺ (hidrón). Si, d'altra banda, guanyés un electró, hauria dos electrons i es convertiria en l'anió H ^- (hidrur).

Àtom neutre vs ió

Per a l'exemple de l'àtom neutre d'H, es va veure que es compleix que el nombre de protons iguala el nombre d'electrons (1p = 1e); situació que no passa amb els ions derivats per la pèrdua o guany d'un electró.

Els ions es formen per un canvi en el nombre d'electrons, ja sigui a causa de que l'àtom els guanyi (-) o els perdi (+).

En l'àtom de l'catió H ⁺ predomina la càrrega de valència de l'solitari protó davant de l'absència total d'un electró (1p> 0E). Això és cert per a tots els altres àtoms més pesats (p> ne) de la taula periòdica.

Encara que pugui semblar insignificant la presència d'una càrrega positiva, ella canvia diagonalment les característiques de l'element en qüestió.

D'altra banda, en l'àtom de l'anió H ^- predomina la càrrega negativa dels dos electrons enfront de l'únic protó de l'nucli (1p <2e). Igualment, els altres anions de major massa tenen un excés d'electrons en comparació a el nombre de protons (np+ I H ^- són totalment diferents a l'H

Na vs Na

Un exemple més conegut és el de l'sodi metàl·lic. El seu àtom neutre, Na, amb Z = 11, té 11 protons; per tant, ha d'haver 11 electrons per compensar les càrregues positives (11p = 11e).

El sodi per ser un element metàl·lic, altament electropositiu, perd molt fàcilment els seus electrons; en aquest cas, perd només un, el de la seva capa de valència (11p> 10e). Així, es forma el catió Na ⁺, el qual interacciona electrostàticament amb un anió; com el clorur, Cl ^-, a la sal clorur de sodi, NaCl.

El sodi metàl·lic és verinós i corrosiu, mentre que el seu catió està fins i tot present dins de les cèl·lules. Això demostra com poden variar dràsticament les propietats d'un element quan guanya o perd electrons.

D'altra banda, l'anió Na ^- (soduro, hipotèticament) no existeix; i de poder formar-se, seria en extrem reactiu, ja que va en contra de la naturalesa química de l'sodi el guanyar electrons. El Na ^- tindria 12 electrons, superant la càrrega positiva del seu nucli (11p <12e).

molècules neutres

Els àtoms s'enllacen covalentment per donar origen a molècules, a les quals també pot denominar-se'ls compostos. Dins d'una molècula no pot haver ions aïllats; en el seu lloc, hi ha àtoms amb càrregues formals positives o negatives. Aquests àtoms carregats incideixen en la càrrega neta de la molècula, transformant-la en un ió poliatòmic.

Perquè una molècula sigui neutra la sumatòria de les càrregues formals dels seus àtoms ha de ser igual a zero; o, més senzillament, tots els seus àtoms són neutres. Si els àtoms que conformen una molècula són neutres, aquesta també ho serà.

Per exemple, es té la molècula d'aigua, H ₂ O. Els seus dos àtoms d'H són neutres, a l'igual que l'àtom d'oxigen. No poden representar-se de la mateixa manera com es mostra a la imatge de l'àtom d'hidrogen; ja que, si bé el nucli no canvia, sí que ho fa el núvol electrònic.

L'ió hidroni, H ₃ O ⁺, d'altra banda, posseeix un àtom d'oxigen amb càrrega parcial positiva. Això vol dir que en aquest ió poliatòmic perd un electró, i per tant el seu nombre de protons és més gran que el dels seus electrons.

exemples

oxigen

L'àtom neutre d'oxigen posseeix 8 protons i 8 electrons. Quan guanya dos electrons, forma el que es coneix com anió òxid, O ^2-. En ell, predominen les càrregues negatives, havent-hi un excés de dos electrons (8p <10e).

Els àtoms neutres d'oxigen tenen una alta tendència a reaccionar i unir-se amb si mateix per formar O ₂. És per aquesta raó que no hi ha àtoms O "solts" per allà a la seva sort i sense reaccionar amb res. Totes les reaccions conegudes per aquest gas se li adjudica a l'oxigen molecular, O ₂.

coure

El coure té 29 protons i 29 electrons (a més de neutrons). A diferència de l'oxigen, els seus àtoms neutres sí que poden trobar-se en la naturalesa a causa de la seva enllaç metàl·lic i una relativa estabilitat.

A l'igual que el sodi, tendeix a perdre electrons en lloc de guanyar-los. Donada la seva configuració electrònica i per altres aspectes, pot perdre un o dos electrons, convertint-se en els cations cuprós, Cu ⁺, o cúpric, Cu ²⁺, respectivament.

El catió Cu ⁺ té un electró menys (29P <28e), i el Cu ²⁺ ha perdut dos electrons (29P <27e).

gasos nobles

Els gasos nobles (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn), són un dels pocs elements que existeixen en forma dels seus àtoms neutres. Els seus números atòmics són: 2, 10, 18, 36, 54 i 86, respectivament. No guanyen ni perden electrons; tot i que, el xenó, Xe, pot formar compostos amb el fluor i perdre electrons.

aliatges metàl·lics

Els metalls si se'ls protegeix de la corrosió poden mantenir els seus àtoms neutrals, units per enllaços metàl·lics. En els aliatges, solucions sòlides de metalls, els àtoms romanen (majoritàriament) neutres. Al llautó, per exemple, hi ha àtoms neutres de Cu i Zn.

referències

1. Jetser Carasco. (2016). What is a neutral atom? Recuperat de: introduction-to-physics.com
2. Markings, Samuel. (25 d'abril del 2017). Non Neutral Atoms Examples. Sciencing. Recuperat de: sciencing.com
3. Chem4kids. (2018).Looking at Ions. Recuperat de: chem4kids.com
4. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8va ed.). Cengage Learning.
5. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició). Mc Graw Hill.