Resumen de El Átomo: Estructura y Propiedades

## Introducción Los iones y la clasificación de átomos son conceptos clave para entender cómo varían las propiedades de los elementos según sus partículas subatómicas. En este material aprenderás a distinguir iones, átomos neutros y diferentes relaciones entre átomos (isótopos, isóbaros, isótonos e isoelectrónicos) mediante definiciones claras, ejemplos y ejercicios tipo ICFES. > **Definición:** Un ion es un átomo o grupo de átomos que tiene carga eléctrica debido a la pérdida o ganancia de electrones. ## Iones: cationes y aniones ### ¿Qué es un catión? > **Definición:** Un catión es un ion con carga positiva; se forma cuando un átomo pierde electrones. - Ejemplo: un átomo con 19 protones y 18 electrones tiene carga +1 (porque hay 1 protón más que electrones). Se representa como $\ce{X^{+}}$. - Aplicación real: en soluciones salinas, muchos metales forman cationes que conducen electricidad. ### ¿Qué es un anión? > **Definición:** Un anión es un ion con carga negativa; se forma cuando un átomo gana electrones. - Ejemplo: si un átomo tiene 19 protones y 20 electrones, su carga es $-1$ y se representa $\ce{X^{-}}$. - Aplicación real: los aniones haluro ($\ce{Cl^{-}}$, $\ce{Br^{-}}$) participan en la formación de sales y en procesos biológicos. ## Átomos neutros y cómo identificarlos > **Definición:** Un átomo neutro es aquel que tiene el mismo número de protones y electrones. - Regla práctica: si $Z$ es el número de protones y $e$ el número de electrones, el átomo es neutro cuando $Z = e$. - Ejemplo: un átomo con 35 protones y 35 electrones es neutro (es bromo neutro). ## Clasificación según partículas: isótopos, isóbaros, isótonos e isoelectrónicos > **Definición:** Isótopos son átomos del mismo elemento (igual $Z$) con distinto número de neutrones. > **Definición:** Isóbaros son átomos con el mismo número de masa ($A$) pero diferente $Z$. > **Definición:** Isótonos son átomos con igual número de neutrones pero distinto número de protones. > **Definición:** Isoelectrónicos son átomos o iones con el mismo número de electrones. Tabla comparativa: | Clasificación | Igual en... | Diferente en... | Ejemplo | | --- | --- | ---: | --- | | Isótopos | $Z$ | neutrones | $^{1}_{1}\ce{H}$ y $^{3}_{1}\ce{H}$ | | Isóbaros | $A$ | $Z$ | $^{107}_{47}\ce{Ag}$ y $^{107}_{46}\ce{Pd}$ | | Isótonos | neutrones | $Z$ | $^{14}_{7}\ce{N}$ y $^{12}_{5}\ce{B}$ (si tienen igual neutrones) | | Isoelectrónicos | electrones | carga / elemento | $\ce{Mg^{2+}}$ (12 protons, 10 e-) y $\ce{O^{2-}}$ (8 protons, 10 e-) | ### Cómo calcular carga y clasificar rápidamente - Carga neta = protones $-$ electrones. Si es 0, átomo neutro; si positivo, catión; si negativo, anión. - Número de masa $A = $ protones $+$ neutrones. Ejemplo práctico: átomo con 15 protones y 12 electrones - Carga = $15 - 12 = +3$ → catión $\ce{X^{3+}}$. - Si otro átomo tiene 15 protones y 18 electrones, carga = $15 - 18 = -3$ → anión $\ce{X^{3-}}$. Fun fact: ¿Sabías que los isótopos de un mismo elemento pueden tener propiedades químicas casi idénticas pero propiedades físicas (como estabilidad o masa) muy diferentes, lo que se usa en datación por radiocarbono y medicina nuclear? ## Ejercicios tipo ICFES (resueltos y explicados) ### Pregunta 1 (adaptada) Tabla: tres átomos con estas partículas: - Átomo 1: protones $=15$, electrones $=12$, neutrones $=31$. - Átomo 2: protones $=15$, electrones $=18$, neutrones $=33$. - Átomo 3: protones $=16$, electrones $=16$, neutrones $=31$. Analiza cada opción: - A. "Los átomos 2 y 3 son átomos neutros." Átomo 2 tiene $15 \ne 18$, no es neutro. Átomo 3 tiene $16 = 16$, sí es neutro. A es incorrecta. - B. "Los átomos 1 y 3 son isótopos." Isótopos requieren igual $Z$; aquí $Z_1 =15$, $Z_3=16$, no son isótopos. B es incorrecta. - C. "Los átomos 1 y 2 son iones." Ambos tienen protones distintos de electrones (1: $15\ne12$, 2: $15\ne18$), por tanto son iones. C es correcta. - D. "El átomo 1 es neutro y el átomo 2 es ion." Átomo 1 no es neutro. D es