Qué sucede en esta situación
Una etiqueta como carbono-14 encierra más información de la que parece. El 6 del carbono indica sus protones; el 14 permite calcular sus neutrones. La carga dice si ganó o perdió electrones.
Qué explica y qué no explica
Idea física: La identidad nuclear de un átomo se organiza con Z, A y N, mientras la carga neta depende también de los electrones.
Condición: Las relaciones A=Z+N y Q=(Z−Nₑ)e se aplican cuando se conocen los conteos de partículas.
Límite: El modelo no representa electrones en órbitas planetarias ni sustituye una descripción cuántica de sus estados.
Conexiones de la familia
Relaciona este concepto con Protón, continúa con Partículas elementales y contrasta el alcance con Fusión nuclear.
Fórmula principal
A cuenta protones y neutrones del núcleo; Z cuenta protones y N cuenta neutrones.
Magnitudes, símbolos y unidades
| Magnitud | Símbolo | Unidad | Símbolo de unidad | Nota |
|---|---|---|---|---|
| Número de masa | A | conteo | — | Protones más neutrones de un nuclido. |
| Número atómico | Z | conteo | — | Número de protones; identifica el elemento. |
| Número de neutrones | N | conteo | — | Se obtiene con N=A−Z. |
| Carga neta | Q | coulomb | C | Depende de protones y electrones. |
Fórmulas derivadas
Número de neutrones
N=A−ZProcedencia: Despeje de A=Z+N.
Cuándo usarla: Cuando se conocen número de masa y número atómico.
Carga del átomo o ion
Q=(Z−Nₑ)eProcedencia: Suma de Z cargas +e y Nₑ cargas −e.
Cuándo usarla: Cuando se conocen protones y electrones.
Cómo interpretar un átomo o ion
Identifica Z
Obtén el número de protones y, con ello, el elemento.
Lee A
Toma el número de masa del isótopo concreto, no el peso atómico promedio.
Calcula N
Resta N=A−Z y comprueba que sea un entero no negativo.
Ajusta los electrones
En un átomo neutro Nₑ=Z; en un ion usa el signo y magnitud de la carga.
10 ejemplos explicados de átomo
Cada solución avanza de la situación concreta a la interpretación del resultado. Comprueba los datos, las unidades y el sentido de la conclusión antes de continuar.
Carbono-12 neutro
6 protones, 6 neutrones y 6 electrones.
Problema: Determina la composición de un átomo neutro de carbono-12.
- Datos: Z=6; A=12; carga neta 0.
- Principio: Z es el número de protones; N=A−Z; en un átomo neutro, electrones=Z.
- Sustitución: p=6; N=12−6; e⁻=6.
- Cálculo: N=6.
- Resultado: 6 protones, 6 neutrones y 6 electrones.
- Interpretación: El 12 identifica el número total de nucleones, no la masa atómica promedio del carbono.
Ion sodio Na⁺
11 protones, 12 neutrones y 10 electrones.
Problema: Halla las partículas de sodio-23 con carga +1.
- Datos: Z=11; A=23; carga +1.
- Principio: N=A−Z y una carga +1 indica que falta un electrón.
- Sustitución: p=11; N=23−11; e⁻=11−1.
- Cálculo: N=12; e⁻=10.
- Resultado: 11 protones, 12 neutrones y 10 electrones.
- Interpretación: El núcleo conserva sus protones; la ionización cambia el número de electrones.
Ion cloruro Cl⁻
17 protones, 18 neutrones y 18 electrones.
Problema: Determina la composición de cloro-35 con carga −1.
- Datos: Z=17; A=35; carga −1.
- Principio: Una carga negativa significa un electrón adicional.
- Sustitución: p=17; N=35−17; e⁻=17+1.
- Cálculo: N=18; e⁻=18.
- Resultado: 17 protones, 18 neutrones y 18 electrones.
- Interpretación: El ion sigue siendo cloro porque su número de protones no cambió.
Carbono-12 y carbono-14
Son isótopos: tienen 6 protones, pero 6 y 8 neutrones.
Problema: Compara dos átomos con Z=6 y números de masa 12 y 14.
- Datos: Z=6; A₁=12; A₂=14.
- Principio: Los isótopos comparten Z y difieren en N.
- Sustitución: N₁=12−6; N₂=14−6.
- Cálculo: N₁=6; N₂=8.
- Resultado: Son isótopos: tienen 6 protones, pero 6 y 8 neutrones.
- Interpretación: Ambos son carbono; el número de neutrones distingue los isótopos.
Helio-4
2 protones, 2 neutrones y 2 electrones si es neutro.
Problema: Interpreta la notación de helio-4.
- Datos: Z=2; A=4; átomo neutro.
- Principio: N=A−Z y e⁻=Z.
- Sustitución: N=4−2; e⁻=2.
- Cálculo: N=2.
- Resultado: 2 protones, 2 neutrones y 2 electrones si es neutro.
- Interpretación: Su núcleo, con dos protones y dos neutrones, también se llama partícula alfa cuando está separado de los electrones.
Uranio-235
92 protones y 143 neutrones.
Problema: Calcula la composición nuclear de uranio-235.
- Datos: Z=92; A=235.
- Principio: N=A−Z.
- Sustitución: N=235−92.
- Cálculo: N=143.
- Resultado: 92 protones y 143 neutrones.
- Interpretación: El número 235 es el número de masa de ese isótopo, no el peso atómico estándar del elemento.
Identificar un elemento
Es oxígeno.
Problema: Un núcleo tiene 8 protones. ¿Qué elemento es?
- Datos: Z=8.
- Principio: La identidad del elemento está determinada por Z.
- Sustitución: Busca Z=8 en la tabla periódica.
- Cálculo: Oxígeno (O).
- Resultado: Es oxígeno.
- Interpretación: Cambiar los neutrones produciría otro isótopo de oxígeno; cambiar los protones produciría otro elemento.
Número de masa y peso atómico
No son la misma cantidad.
Problema: Explica por qué cloro-35 puede coexistir con un peso atómico estándar cercano a 35,45.
- Datos: A=35 para un isótopo; el elemento natural contiene varios isótopos.
- Principio: A cuenta nucleones de un núcleo concreto; el peso atómico estándar refleja una distribución isotópica.
- Sustitución: Compara el entero 35 con el promedio isotópico tabulado.
- Cálculo: A=35; peso atómico estándar aproximado=35,45.
- Resultado: No son la misma cantidad.
- Interpretación: No se debe escribir 35,45 como si fuera el número de protones más neutrones de un solo átomo.
Carga de un ion de aluminio
Q=+3e=+4,8065×10⁻¹⁹ C.
Problema: Un ion posee 13 protones y 10 electrones. Calcula su carga.
- Datos: p=13; e⁻=10; e=1,602176634×10⁻¹⁹ C.
- Principio: Q=(p−e⁻)e.
- Sustitución: Q=(13−10)(1,602176634×10⁻¹⁹ C).
- Cálculo: Q=+4,806529902×10⁻¹⁹ C.
- Resultado: Q=+3e=+4,8065×10⁻¹⁹ C.
- Interpretación: La carga +3e indica que el átomo perdió tres electrones.
Dónde está casi toda la masa
En el núcleo.
Problema: Decide qué región aporta casi toda la masa de un átomo común.
- Datos: Protones y neutrones están en el núcleo; los electrones son mucho menos masivos.
- Principio: La masa de nucleones supera ampliamente la de los electrones.
- Sustitución: Compara las masas cualitativamente y ubica cada partícula.
- Cálculo: El núcleo concentra prácticamente toda la masa.
- Resultado: En el núcleo.
- Interpretación: Esto no significa que el núcleo ocupe la mayor parte del volumen: ocurre lo contrario.
Ahora te toca a ti
Ejercicio 1
¿Cuántos neutrones tiene nitrógeno-15 si Z=7?
Comprobar respuesta
Respuesta: 8 neutrones.
N=15−7=8.
Ejercicio 2
Un ion tiene 12 protones y carga +2. ¿Cuántos electrones posee?
Comprobar respuesta
Respuesta: 10 electrones.
Perdió dos electrones respecto del átomo neutro.
Ejercicio 3
Dos núcleos tienen Z=8, pero A=16 y A=18. ¿Qué relación tienen?
Comprobar respuesta
Respuesta: Son isótopos de oxígeno.
Comparten protones y difieren en neutrones.
Ejercicio 4
¿Puede un solo átomo tener número de masa 35,45?
Comprobar respuesta
Respuesta: No como conteo de nucleones.
El número de masa es entero; 35,45 puede representar un peso atómico promedio.
Ejercicio 5
Un átomo posee 9 protones y 9 electrones. ¿Cuál es su carga?
Comprobar respuesta
Respuesta: 0.
Las cargas +9e y −9e se cancelan.
Errores frecuentes
Error: Llamar masa atómica al número de masa A.
Corrección: Usa A para el conteo entero de protones y neutrones.
El peso atómico estándar suele ser un promedio isotópico y puede no ser entero.
Error: Dibujar electrones como planetas en trayectorias exactas.
Corrección: Habla de estados u orbitales y usa el dibujo solo como esquema.
La estructura electrónica requiere mecánica cuántica.
Error: Cambiar el elemento al ganar un electrón.
Corrección: La identidad depende de Z, no del número de electrones.
Ganar o perder electrones produce un ion.
Error: Olvidar que A y Z son conteos sin unidad.
Corrección: No escribas g/mol junto a A.
El número de masa no es una masa molar.
Error: Suponer que el núcleo ocupa casi todo el átomo.
Corrección: El núcleo concentra masa, pero ocupa una fracción diminuta del volumen.
Masa y volumen no se distribuyen de la misma forma.
Pon a prueba lo aprendido
Pregunta 1 de 10
¿Qué determina la identidad de un elemento?
Pregunta 2 de 10
Si A=23 y Z=11, N vale:
Pregunta 3 de 10
Un átomo neutro con Z=8 tiene:
Pregunta 4 de 10
Dos átomos del mismo elemento con distinto N son:
Pregunta 5 de 10
El número de masa es:
Pregunta 6 de 10
Un ion +2 respecto del átomo neutro:
Pregunta 7 de 10
La mayor parte de la masa atómica está:
Pregunta 8 de 10
¿Cuál relación es correcta?
Pregunta 9 de 10
Cambiar Z produce:
Pregunta 10 de 10
A=35,45 en un núcleo individual es:
Resultado del test
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Revisa tus errores
Preguntas frecuentes
No. Un átomo es una entidad; un elemento es la clase definida por un mismo número de protones.
El número de neutrones y, por tanto, el número de masa.
No, mientras conserve el mismo número de protones.
Porque refleja las masas y abundancias de los isótopos presentes en una muestra de referencia.
No. Ocupan estados electrónicos alrededor del núcleo; protones y neutrones forman el núcleo.
Fuentes y revisión editorial
Cómo citar este artículo
Editorial Ejemplode. (2026, 5 de agosto). Átomo: estructura, número atómico e isótopos. https://www.ejemplode.com/fisica/atomo/
Fuentes consultadas
- DOE Explains... NucleiNúcleo atómico, protones, neutrones, electrones e isótopos.
- CODATA Value: elementary chargeValor exacto de la carga elemental.
- Atomic Weights and Isotopic Compositions for All ElementsNúmeros de masa, masas relativas y composiciones isotópicas.
- Periodic Table of ElementsNúmeros atómicos y pesos atómicos estándar.
- CODATA recommended values of the fundamental physical constants: 2022Masas y relaciones de masa de partículas.
Responsable editorial
Editorial Ejemplode
Responsable de la selección, verificación y actualización del contenido, los ejemplos y las fuentes.
Revisión y actualización
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