Tablas de partículas de átomos e iones

Explicación

Errores frecuentes

• ErrorPensar que un catión tiene carga positiva porque ha ganado protones.

  Cómo corregirloLos protones están en el núcleo y no cambian. Un catión es positivo porque ha perdido electrones.

• ErrorCon un anión, restar electrones: ${}^{16}_{8}\text{O}^{2-}$ con 6 electrones.

  Cómo corregirloCarga negativa = electrones de más: $e = Z - \text{carga} = 8 - (-2) = 10$.

• ErrorCambiar $A$ al formar el ion (sumar o restar los electrones).

  Cómo corregirlo$A$ solo cuenta protones y neutrones; los electrones no entran en $A$.

Ejemplos resueltos

1. Ejemplo 1. Un anión y un catión numérico (de la notación a la tabla)

   Indica protones, neutrones y electrones de: a) el ion sulfuro, ${}^{32}_{16}\text{S}^{2-}$; b) el ion hierro(III), ${}^{56}_{26}\text{Fe}^{3+}$.

   Resolución

   a) $p = Z = 16$; $N = 32 - 16 = 16$; carga $-2$ → ha ganado 2 electrones: $e = 16 - (-2) =$ 18. Comprobación: $16 - 18 = -2$. ✔

   b) $p = 26$; $N = 56 - 26 = 30$; carga $+3$ → ha perdido 3 electrones: $e = 26 - 3 =$ 23. Comprobación: $26 - 23 = +3$. ✔

2. Ejemplo 2. Detectives de partículas identificar el elemento por Z

   Una partícula tiene 20 protones, 20 neutrones y 18 electrones. a) ¿De qué elemento es? b) ¿Es un átomo o un ion? ¿De qué tipo? c) Escríbela con la notación completa.

   Resolución

   a) 20 protones → $Z = 20$ → calcio (lo dice el número de protones, no el de electrones).

   b) Tiene 2 electrones menos que protones: carga $= 20 - 18 = +2$. Es un catión.

   c) $A = 20 + 20 = 40$ → $${}^{40}_{20}\text{Ca}^{2+}$$

Ejercicios

De menos a más. Intenta cada uno antes de mirar la solución.

1. 1. Fácil

   Indica protones, neutrones y electrones de: a) ${}^{23}_{11}\text{Na}^{+}$; b) ${}^{19}_{9}\text{F}^{-}$; c) ${}^{27}_{13}\text{Al}^{3+}$. ¿Qué tienen en común?

   Ver solución

   a) 11, 12, 10. b) 9, 10, 10. c) 13, 14, 10. Los tres tienen 10 electrones.

   a) $p = 11$; $N = 23 - 11 = 12$; $e = 11 - 1 = 10$. b) $p = 9$; $N = 19 - 9 = 10$; $e = 9 - (-1) = 10$. c) $p = 13$; $N = 27 - 13 = 14$; $e = 13 - 3 = 10$. Los tres tienen 10 electrones, como el átomo de neón ($Z = 10$). (Más adelante veremos por qué ocurre.)

2. 2. Media

   Copia y completa la tabla:

   Especie	$Z$	$A$	$p$	$N$	$e$	Carga
   ${}^{24}_{12}\text{Mg}^{2+}$
   	3	7			2
   	8	16				$-2$
   			29	34		$+2$
   ${}^{64}_{30}\text{Zn}$

   Ver solución

   Mg²⁺: 12, 24, 12, 12, 10, +2. Li⁺: 3, 7, 3, 4, 2, +1. O²⁻: 8, 16, 8, 8, 10, −2. Cu²⁺: 29, 63, 29, 34, 27, +2. Zn: 30, 64, 30, 34, 30, 0.

   • ${}^{24}_{12}\text{Mg}^{2+}$: $p = 12$; $N = 12$; $e = 12 - 2 = 10$.
   • $Z = 3$ → litio; $N = 7 - 3 = 4$; carga $= 3 - 2 = +1$: ${}^{7}_{3}\text{Li}^{+}$.
   • $Z = 8$ → oxígeno; $N = 8$; $e = 8 + 2 = 10$: ${}^{16}_{8}\text{O}^{2-}$.
   • $p = 29$ → cobre; $A = 29 + 34 = 63$; $e = 29 - 2 = 27$: ${}^{63}_{29}\text{Cu}^{2+}$.
   • ${}^{64}_{30}\text{Zn}$ (átomo neutro): $p = e = 30$; $N = 64 - 30 = 34$; carga 0.

3. 3. Media

   Una partícula tiene 17 protones, 18 neutrones y 18 electrones. ¿De qué elemento es? ¿Es átomo, catión o anión? Escríbela con la notación completa.

   Ver solución

   Cloro; anión; ${}^{35}_{17}\text{Cl}^{-}$.

   17 protones → $Z = 17$ → cloro. Carga $= 17 - 18 = -1$ → anión. $A = 17 + 18 = 35$: ${}^{35}_{17}\text{Cl}^{-}$.

4. 4. Difícil

   Identifica cada especie y escríbela con la notación completa: a) un ion con 10 electrones, carga $2-$ y número másico 16; b) un catión de carga $2+$ con 28 electrones y 34 neutrones.

   Ver solución

   a) ${}^{16}_{8}\text{O}^{2-}$. b) ${}^{64}_{30}\text{Zn}^{2+}$.

   a) Carga $-2$ → tiene 2 electrones más que protones: $p = 10 - 2 = 8$ → oxígeno. $N = 16 - 8 = 8$. Es ${}^{16}_{8}\text{O}^{2-}$. b) Carga $+2$ → tiene 2 protones más que electrones: $p = 28 + 2 = 30$ → cinc. $A = 30 + 34 = 64$. Es ${}^{64}_{30}\text{Zn}^{2+}$.

Para practicar más

1. 1. Fácil

   Indica protones, neutrones y electrones de: a) ${}^{39}_{19}\text{K}^{+}$; b) ${}^{16}_{8}\text{O}^{2-}$; c) ${}^{63}_{29}\text{Cu}^{2+}$; d) ${}^{40}_{20}\text{Ca}$.

   Ver solución

   a) 19, 20, 18. b) 8, 8, 10. c) 29, 34, 27. d) 20, 20, 20.

   a) $p = 19$; $N = 39 - 19 = 20$; $e = 19 - 1 = 18$. b) $p = 8$; $N = 8$; $e = 8 + 2 = 10$. c) $p = 29$; $N = 63 - 29 = 34$; $e = 29 - 2 = 27$. d) Átomo neutro: $p = e = 20$; $N = 20$.

2. 2. Media

   Copia y completa la tabla:

   Especie	$Z$	$A$	$p$	$N$	$e$	Carga
   ${}^{27}_{13}\text{Al}^{3+}$
   	9	19			10
   			26	30	24
   	16	32				$-2$

   Ver solución

   Al³⁺: 13, 27, 13, 14, 10, +3. F⁻: 9, 19, 9, 10, 10, −1. Fe²⁺: 26, 56, 26, 30, 24, +2. S²⁻: 16, 32, 16, 16, 18, −2.

   • ${}^{27}_{13}\text{Al}^{3+}$: $p = 13$; $N = 14$; $e = 13 - 3 = 10$.
   • $Z = 9$ → flúor; $N = 10$; carga $= 9 - 10 = -1$: ${}^{19}_{9}\text{F}^{-}$.
   • $p = 26$ → hierro; $A = 56$; carga $= 26 - 24 = +2$: ${}^{56}_{26}\text{Fe}^{2+}$.
   • $Z = 16$ → azufre; $N = 16$; $e = 16 + 2 = 18$: ${}^{32}_{16}\text{S}^{2-}$.

3. 3. Media

   ¿Verdadero o falso? Justifica. a) Al formarse un ion cambia el número másico. b) Un catión tiene más protones que electrones. c) Si a un átomo de sodio le añadimos un protón, se convierte en un ion sodio. d) El ion ${}^{23}_{11}\text{Na}^{+}$ y el átomo de neón tienen el mismo número de electrones.

   Ver solución

   a) F. b) V. c) F. d) V.

   a) Falso: $A$ = protones + neutrones, y en un ion solo cambian los electrones. b) Verdadero: ha perdido electrones, así que $p > e$. c) Falso: con 12 protones ya no es sodio, sería magnesio. Los iones se forman ganando o perdiendo electrones. d) Verdadero: $\text{Na}^{+}$ tiene $11 - 1 = 10$ electrones, y el neón ($Z = 10$) tiene 10.

4. 4. Media

   La etiqueta de una bebida isotónica dice que contiene iones sodio ($\text{Na}^{+}$), potasio ($\text{K}^{+}$), magnesio ($\text{Mg}^{2+}$) y cloruro ($\text{Cl}^{-}$). Haz una tabla con protones, neutrones y electrones de cada ion. Usa $A = 23$ (Na), 39 (K), 24 (Mg) y 35 (Cl).

   Ver solución

   Na⁺: 11, 12, 10. K⁺: 19, 20, 18. Mg²⁺: 12, 12, 10. Cl⁻: 17, 18, 18.

   • $\text{Na}^{+}$: $p = 11$; $N = 23 - 11 = 12$; $e = 10$.
   • $\text{K}^{+}$: $p = 19$; $N = 39 - 19 = 20$; $e = 18$.
   • $\text{Mg}^{2+}$: $p = 12$; $N = 24 - 12 = 12$; $e = 10$.
   • $\text{Cl}^{-}$: $p = 17$; $N = 35 - 17 = 18$; $e = 18$.

5. 5. Difícil

   Identifica y escribe con la notación completa: a) un ion con carga $1-$, 36 electrones y 44 neutrones; b) un ion con carga $3+$, 10 electrones y número másico 27.

   Ver solución

   a) ${}^{79}_{35}\text{Br}^{-}$. b) ${}^{27}_{13}\text{Al}^{3+}$.

   a) Carga $-1$ → un electrón de más: $p = 36 - 1 = 35$ → bromo; $A = 35 + 44 = 79$: ${}^{79}_{35}\text{Br}^{-}$. b) Carga $+3$ → tres electrones de menos: $p = 10 + 3 = 13$ → aluminio; $N = 27 - 13 = 14$: ${}^{27}_{13}\text{Al}^{3+}$.