O que é um átomo neutro? (Com exemplos) - Ciência - 2023

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UMA átomo neutro É aquele que carece de carga elétrica devido a uma compensação entre o número de seus prótons e elétrons. Ambos são partículas subatômicas carregadas eletricamente.

Os prótons são aglomerados com nêutrons e constituem o núcleo; enquanto os elétrons estão borrados definindo uma nuvem eletrônica. Quando o número de prótons em um átomo, igual ao seu número atômico (Z), é igual ao número de elétrons, diz-se que há um trade-off entre as cargas elétricas dentro do átomo.

Por exemplo, você tem um átomo de hidrogênio (imagem superior), que tem um próton e um elétron. O próton é posicionado no centro do átomo como seu núcleo, enquanto o elétron orbita o espaço circundante, deixando regiões de densidade eletrônica mais baixa à medida que se afasta do núcleo.

Este é um átomo neutro porque Z é igual ao número de elétrons (1p = 1e). Se o átomo H perdesse aquele único próton, o raio atômico encolheria e a carga do próton prevaleceria, tornando-se o cátion H⁺(hydron). Se, por outro lado, ganhasse um elétron, haveria dois elétrons e se tornaria o ânion H^- (hidreto).

Átomo neutro vs íon

Para o exemplo do átomo neutro de H, verificou-se que o número de prótons é igual ao número de elétrons (1p = 1e); situação que não ocorre com íons derivados de a perda ou ganho de um elétron.

Os íons são formados por uma mudança no número de elétrons, seja devido ao átomo ganhá-los (-) ou perdê-los (+).

No átomo do cátion H⁺ a carga de valência do próton solitário predomina sobre a ausência total de um elétron (1p> 0e). Isso é verdade para todos os outros átomos mais pesados (np> ne) na tabela periódica.

Embora a presença de uma carga positiva possa parecer insignificante, ela altera diagonalmente as características do elemento em questão.

Por outro lado, no átomo do ânion H^– a carga negativa dos dois elétrons predomina contra o único próton no núcleo (1p <2e). Da mesma forma, os outros ânions de maior massa têm um excesso de elétrons em relação ao número de prótons (np⁺ e H^– são totalmente diferentes de H.

Na vs Na⁺

Um exemplo mais conhecido é o do sódio metálico. Seu átomo neutro, Na, com Z = 11, tem 11 prótons; portanto, deve haver 11 elétrons para compensar as cargas positivas (11p = 11e).

O sódio, sendo um elemento metálico altamente eletropositivo, perde facilmente seus elétrons; neste caso, ele perde apenas um, o de sua camada de valência (11p> 10e). Assim, o Na cation é formado⁺, que interage eletrostaticamente com um ânion; como cloreto, Cl^–, no sal de cloreto de sódio, NaCl.

O sódio metálico é venenoso e corrosivo, enquanto seu cátion está até presente dentro das células. Isso mostra como as propriedades de um elemento podem mudar drasticamente quando ele ganha ou perde elétrons.

Por outro lado, o ânion Na^– (soduro, hipoteticamente) não existe; e se pudesse ser formado, seria extremamente reativo, pois vai contra a natureza química do sódio ganhar elétrons. Então uma^– teria 12 elétrons, excedendo a carga positiva de seu núcleo (11p <12e).

Moléculas neutras

Os átomos estão covalentemente ligados para dar origem a moléculas, que também podem ser chamadas de compostos. Dentro de uma molécula não pode haver íons isolados; em vez disso, existem átomos com cargas formais positivas ou negativas. Esses átomos carregados afetam a carga líquida da molécula, transformando-a em um íon poliatômico.

Para que uma molécula seja neutra, a soma das cargas formais de seus átomos deve ser igual a zero; ou, mais simplesmente, todos os seus átomos são neutros. Se os átomos que formam uma molécula são neutros, isso também o será.

Por exemplo, temos a molécula de água, H₂O. Seus dois átomos de H são neutros, assim como o átomo de oxigênio. Eles não podem ser representados da mesma maneira como mostrado na imagem do átomo de hidrogênio; já que, embora o núcleo não mude, a nuvem eletrônica sim.

O íon hidrônio, H₃OU⁺por outro lado, possui um átomo de oxigênio com carga parcial positiva. Isso significa que nesse íon poliatômico ele perde um elétron e, portanto, seu número de prótons é maior do que o de seus elétrons.

Exemplos

Oxigênio

O átomo de oxigênio neutro tem 8 prótons e 8 elétrons. Quando ele ganha dois elétrons, forma o que é conhecido como ânion óxido, O^2-. Nele predominam as cargas negativas, com excesso de dois elétrons (8p <10e).

Os átomos de oxigênio neutros têm uma alta tendência de reagir e se ligar para formar O₂. É por essa razão que não existem átomos de O "soltos" por aí por conta própria e sem reagir com nada. Todas as reações conhecidas para este gás são atribuídas ao oxigênio molecular, O₂.

Cobre

O cobre tem 29 prótons e 29 elétrons (além dos nêutrons). Ao contrário do oxigênio, seus átomos neutros podem ser encontrados na natureza devido à sua ligação metálica e estabilidade relativa.

Como o sódio, ele tende a perder elétrons em vez de ganhá-los. Dada sua configuração eletrônica e outros aspectos, pode perder um ou dois elétrons, tornando-se os cátions cuprosos, Cu⁺, ou cúprico, Cu²⁺, respectivamente.

O cátion⁺ tem um elétron a menos (29p <28e), e o Cu²⁺ ele perdeu dois elétrons (29p <27e).

gases nobres

Os gases nobres (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn), são um dos poucos elementos que existem na forma de seus átomos neutros. Seus números atômicos são: 2, 10, 18, 36, 54 e 86, respectivamente. Eles não ganham ou perdem elétrons; embora, xenônio, Xe, possa formar compostos com flúor e perder elétrons.

Ligas de metais

Os metais, se protegidos da corrosão, podem manter seus átomos neutros, mantidos juntos por ligações metálicas. Em ligas, soluções sólidas de metais, os átomos permanecem (principalmente) neutros. No latão, por exemplo, existem átomos neutros de Cu e Zn.

Referências

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Marcações, Samuel. (25 de abril de 2017). Exemplos de átomos não neutros. Ciência. Recuperado de: sciencing.com
Chem4kids. (2018) .Olhando para Íons. Recuperado de: chem4kids.com
Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
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