- Os isótopos são átomos diferentes de um mesmo elemento, com o mesmo número de prótons e diferente número de neutrões, ou seja, têm o mesmo número atómico e diferente número de massa. - A abundância isotópica natural (AIN) representa a fração do número de átomos de um dado isótopo em relação ao número total de átomos. - A massa atómica relativa de uma amostra é calculada como a média ponderada das massas atómicas dos seus isótopos, tendo em conta as suas abundâncias isotópicas

1. 22 Isótopos e iões
Classificação dos materiais| Estrutura atómica

2. A explorar:
O que acontece quando os átomos
cedem ou captam partículas
subatómicas?
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
22 Isótopos e iões
• Isótopos
• Abundância isotópica e massa atómica relativa
• Representação simbólica de iões

3. Isótopos
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
Todos os átomos de um determinado elemento químico têm o mesmo número atómico.
No entanto, existem átomos do mesmo elemento químico que não possuem o mesmo
número de massa, uma vez que o número de neutrões pode variar.
Exemplo:
Hidrogénio-1
(prótio)
1
1
H
Hidrogénio-2
(deutério)
1
2
H
Hidrogénio-3
(trítio)
1
3
H
Igual número atómico
Diferente número de massa
Isótopos

4. Isótopos
Vídeo:
• necessita de ligação à Internet
• em língua portuguesa
• Fonte: http://bit.ly/1EenzW4
Recurso
Digital
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Energia semelhante ao do Sol na Terra
Ciência,
tecnologia e
sociedade

5. Isótopos
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
Isótopos são átomos diferentes de um mesmo elemento, com o mesmo número de
protões e diferente número de neutrões. Ou seja, têm o mesmo número atómico e
diferente número de massa.
Exemplo
Considera as seguintes representações simbólicas de átomos.
As letras não correspondem a símbolos químicos.
Indica os átomos que são isótopos. Justifica a tua escolha.
7
13
A 6
13
B 8
16
C 7
14
D

6. Isótopos
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
Isótopos são átomos diferentes de um mesmo elemento, com o mesmo número de
protões e diferente número de neutrões. Ou seja, têm o mesmo número atómico e
diferente número de massa.
Exemplo – proposta de resolução
A e D são isótopos, porque têm o mesmo número atómico e
diferente número de massa.
7
13
A 6
13
B 8
16
C 7
14
D

7. Abundância isotópica e massa
atómica relativa
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
A abundância isotópica (AI) numa amostra é a fração do número de átomos de um
dado isótopo em relação ao número de átomos total.
Quando a amostra é representativa da abundância natural desse elemento, diz-se
abundância isotópica natural (AIN).
Abundância
isotópica natural
do magnésio.

8. Abundância isotópica e massa
atómica relativa
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
As amostras comuns têm diversos isótopos.
A partir das massas atómicas dos isótopos (ma) determina-se a massa atómica relativa (Ar).
Ar(X) =
AI X1 × ma X1 + AI X2 × ma X2 + … + AI Xi × ma(Xi)
100
A massa atómica relativa de uma amostra de elemento X, Ar(X), é a média ponderada
das massas atómicas dos seus isótopos Xi, ma(Xi), tendo em conta as suas abundâncias
isotópicas, AI(Xi)

9. Abundância isotópica e massa
atómica relativa
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
Exemplo
Determina a massa atómica relativa de uma amostra do elemento boro, tendo em
conta as massas atómicas dos seus isótopos estáveis e as respetivas abundâncias
isotópicas.
AI ma/u
5
10
B 18,50 % 10,0129
5
11
B 81,50 % 11,0093

10. Abundância isotópica e massa
atómica relativa
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
Exemplo – proposta de resolução
AI ma/u
5
10
B 18,50 % 10,0129
5
11
B 81,50 % 11,0093
Ar(B) =
AI( 5
10
B) × ma( 5
10
B) + AI( 5
11
B) × ma( 5
11
B)
100
Ar B =
18,50 ×10,0129 + 81,50 × 11,0093
100
Ar B = 10,82

11. Representação simbólica de iões
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Os átomos podem muito facilmente alterar a sua nuvem eletrónica, originando iões.
Recordando o 8º ano:
Li Li+
- eletrão
Átomo de Lítio Ião Lítio
Átomo
Ião positivo
ou
catião
que cede eletrões

12. Representação simbólica de iões
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
Ião negativo
ou
anião
que capta eletrões
S S2-
- eletrão
Átomo de enxofre
Ião sulfureto
- eletrão
Átomo

13. Representação simbólica de iões
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
A carga elétrica dos iões resulta da soma da carga elétrica nuclear (CN) e da carga
elétrica da nuvem eletrónica (CNE).
Átomo
(não tem carga
elétrica)
6C
(carbono)
tem igual número
de protões e
eletrões Número de protões = 6
Número de eletrões = 6
valor absoluto da CN
=
valor absoluto da CNE
Valor absoluto da CN = +6 = 6
Valor absoluto da CNE = −6 = 6
Exemplo

14. Representação simbólica de iões
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
Catião
(Carga elétrica
positiva)
20Ca2+
tem mais
protões do
que eletrões
Número de protões = 20
Número de eletrões = 18
Valor absoluto da CN
>
valor absoluto da CNE
Valor absoluto da CN = +20 = 20
Valor absoluto da CNE = −18 = 18
Exemplo

15. Representação simbólica de iões
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
Anião
(carga elétrica
negativa)
tem menos
protões do
que eletrões
Valor absoluto da CN
<
valor absoluto da CNE
16S2−
Número de protões = 16
Número de eletrões = 18
Valor absoluto da CN = +16 = 16
Valor absoluto da CNE = −18 = 18
Exemplo

16. Representação simbólica de iões
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
Os iões podem representar-se simbolicamente.
X
A
Z
n+
Catião
X
A
Z
n−
Anião
A – número de massa
Z – número atómico
n+ - carga elétrica do catião
n− - carga elétrica do anião
Exemplo
Li
7
3
+
Catião: Lítio
O
16
8
2−
Anião: Óxido

17. • Os isótopos são átomos diferentes de um mesmo elemento, com o mesmo
número de protões e diferente número de neutrões, Ou seja, têm o mesmo
número atómico e diferente número de massa.
• A abundância isotópica (AI) numa amostra é a fração do número de
átomos de um dado isótopo em relação ao número de átomos total.
• Quando a amostra é representativa da abundância natural desse elemento,
diz-se abundância isotópica natural (AIN).
• A massa atómica relativa de uma amostra de elemento X, Ar(X), é a média
ponderada das massas atómicas dos seus isótopos Xi, ma(Xi), tendo em
conta as suas abundâncias isotópicas, AI(Xi)
Resumindo
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
Ar(X) =
AI X1 × ma X1 + AI X2 × ma X2 + … + AI Xi × ma(Xi)
100

18. • Quando um átomo cede eletrões torna-se num ião positivo (catião) e
quando capta eletrões torna-se num ião negativo (anião).
• A carga elétrica dos iões resulta da soma da carga elétrica nuclear (CN) e da
carga elétrica da nuvem eletrónica (CNE).
• O átomo não tem carga elétrica, logo, o seu número de protões é igual ao
seu número de eletrões e o valor absoluto da sua CN é igual ao valor
absoluto da sua CNE.
• O catião tem carga elétrica positiva, logo tem mais protões do que eletrões
e o valor absoluto da sua CN é superior ao valor absoluto da sua CNE.
• O anião tem carga elétrica negativa, logo tem menos protões do que
eletrões e o valor absoluto da sua CN é inferior ao valor absoluto da sua
CNE.
• Os iões podem representar-se simbolicamente:
Resumindo
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
X
A
Z
n+
Catião X
A
Z
n-
Anião

19. Organiza conceitos
Átomos
Aniões
Catiões
que permitem
determinar
Abundância
isotópica - AI
Isótopos
aos quais se
pode associar
cedem eletrões
Massa atómica
relativa
Neutrões
Protões
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
com igual número de
mas diferente
número de
designam-se por
Abundância
isotópica
natural - AIN
captam eletrões
quando
Representam-se simbolicamente
X
A
Z
n-
X
A
Z
n+

20. A – O elemento químico cobre apresenta dois isótopos naturais. As abundâncias
relativas de cada um deles e as respetivas massas atómicas estão representadas na
tabela que se segue.
Aplica
Abundância na
Natureza (%)
Massa atómica
(u)
29
63
Cu 69,09 62,93
29
65
Cu 30,91 64,93
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
Calcula a massa atómica relativa do cobre.

21. Aplica – proposta de resolução
A –
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
Ar(Cu) =
AI(29
63
Cu) × ma(29
63
Cu) + AI(29
65
Cu) × ma(29
65
Cu)
100
Ar Cu =
69,09 × 62,93 + 30,91 × 64,93
100
Ar Cu = 63,55
Abundância na
Natureza (%)
Massa atómica
(u)
29
63
Cu 69,09 62,93
29
65
Cu 30,91 64,93

22. B – Considera as seguintes representações simbólicas de iões.
Aplica
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
13
27
Al
3+
20
40
Ca2+
8
16
O2−
Para cada representação indica:
- o número de protões (p+)
- o número de neutrões (n0)
- o número de eletrões (e−)
- a carga elétrica nuclear (CN)
- a carga elétrica da nuvem eletrónica (CNE)

23. Aplica – proposta de resolução
B –
Classificação dos materiais| Estrutura atómica| 22 Isótopos e iões
p+ 13
n0 14
e- 10
CN +13
CNE −10
13
27
Al
3+
20
40
Ca2+
8
16
O2−
p+ 20
n0 20
e- 18
CN +20
CNE −18
p+ 8
n0 8
e- 10
CN +8
CNE −10

24. Explora
Explora
Vídeo:
• necessita de ligação à Internet
• em língua inglesa (legendado em português)
• Datação por carbono-14
• fonte: http://bit.ly/1eaVpGF
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