Cómo encontrar el número de neutrones en un isótopo

Los átomos componen toda la materia. Todo lo que tiene masa y volumen, grande o pequeño, contiene átomos. Sorprendentemente, los diminutos átomos contienen partículas aún más pequeñas. Los protones, neutrones y electrones son los tres componentes principales de todos los átomos. El número y la disposición de estas tres partículas inimaginablemente pequeñas determina las propiedades y el comportamiento de los átomos que las contienen.

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Para encontrar el número de neutrones en un isótopo, reste el número de protones de la masa atómica del isótopo. El número atómico del elemento es igual al número de protones. El cálculo del número de neutrones se convierte en masa atómica del isótopo menos el número atómico del elemento es igual al número de neutrones. Para el uranio-235, número atómico 92, el número de neutrones es 235-92 = 143, o 143 neutrones.

Casi todos los átomos contienen tres partículas principales: protones, neutrones y electrones. Los protones y neutrones forman el núcleo o centro del átomo. Los electrones, mucho más pequeños que los protones y neutrones, rodean el núcleo, dando vueltas a la velocidad de la luz. Los protones tienen carga positiva, los neutrones no tienen carga y los electrones tienen carga negativa. En un átomo neutro, el número de protones es igual al número de electrones, pero el número de neutrones no siempre es igual al número de protones.

El número de protones en un átomo determina qué tipo de elemento forma el átomo. El hidrógeno, primer elemento de la tabla periódica, tiene solo un protón. El helio, el segundo en la tabla periódica, tiene dos protones. El oro, el número 79 de la tabla periódica, tiene 79 protones. La tabla periódica de elementos muestra los elementos en orden de número de protones en los átomos.

Un isótopo de un elemento significa átomos con el mismo número atómico pero diferentes números de masa. Entonces, los isótopos de un elemento tienen un número diferente de neutrones. El hidrógeno tiene tres isótopos. El hidrógeno, la forma más común del átomo, tiene un protón y un electrón. El deuterio, un isótopo del hidrógeno, todavía tiene solo un protón y un electrón, pero también tiene un neutrón. El tritio, otro isótopo del hidrógeno, todavía tiene solo un protón y un electrón, pero tiene dos neutrones.

La masa de un átomo consiste en las masas combinadas de protones y neutrones. La masa de los electrones es insignificante en la masa total del átomo. Los protones miden aproximadamente una unidad de masa atómica y los neutrones miden solo un poco más de una unidad de masa atómica. Para encontrar el número de neutrones en el átomo, reste el número atómico de la masa atómica.

El número atómico y la masa atómica promedio se pueden encontrar en la tabla periódica. Sin embargo, la masa de los diferentes isótopos a menudo se escribe como parte del nombre del isótopo. Uranio-235 significa que el elemento uranio, número atómico 92, tiene 92 protones y una masa atómica de 235. Por otro lado, el uranio-238 tiene una masa de 238 pero todavía tiene solo 92 protones. Un método alternativo para escribir un isótopo muestra la masa atómica como un superíndice y el número atómico como un subíndice. El uranio-235 también podría escribirse como ²³⁵₉₂ U donde U es la abreviatura estándar de uranio.

Usando los isótopos de hidrógeno como ejemplos, el átomo "normal" de hidrógeno tiene una masa atómica de 1, y el número atómico es 1, lo que significa que el átomo solo tiene un protón. Usando la fórmula, la masa atómica de 1 menos el número atómico, o número de protones, de 1 da la ecuación 1-1 = 0, por lo que el átomo de hidrógeno tiene 0 neutrones. Por otro lado, el tritio, un isótopo del hidrógeno, tiene una masa atómica de 3 pero el número atómico del hidrógeno sigue siendo 1 porque el átomo solo tiene un protón. Usando la ecuación, la masa atómica menos el número atómico es igual al número de neutrones, da 3-1 = 2, entonces el tritio tiene 2 neutrones.

Otro elemento común, el carbono, también tiene varios isótopos. El átomo de carbono normal, número atómico 6, tiene una masa atómica de 12. Usando la fórmula, la masa atómica menos el número atómico es igual al número de neutrones, muestra 12-6 = 6, por lo que el átomo de carbono-12 tiene 6 neutrones. El carbono 14, utilizado para la datación por edad radiactiva de fósiles de menos de 10.000 años, todavía tiene 6 protones pero tiene una masa atómica de 14. Para calcular el número de neutrones se usa la misma fórmula, por lo que 14-6 = 8, por lo que el carbono 14 tiene 8 neutrones en su núcleo.