Isótopos, isóbaros e isótonos: entenda suas diferenças

Rubens Castilho

Professor de Biologia e Química Geral

Os isótopos, isóbaros e isótonos são classificações dos átomos de elementos químicos presentes na tabela periódica. Essa classificação ocorre devido a quantidade de prótons, elétrons e nêutrons existentes em cada um deles.

Assim, temos que:

Isótopos: são átomos que possuem o mesmo número de prótons.
Isótonos: são elementos que possuem o mesmo valor de nêutrons;
Isóbaros: são elementos que possuem o mesmo valor de massa.

Vale lembrar que, os prótons possuem carga positiva, os elétrons, carga negativa e os nêutrons não possuem carga. Cada uma dessas subpartículas ocupam um lugar no átomo, por exemplo, os prótons e nêutrons no núcleo e os elétrons, na eletrosfera.

Elemento Químico

Cada elemento química é representado por um símbolo, que é uma letra. Por exemplo, o hidrogênio tem símbolo H, o oxigênio o O, o Cloro o Cl, o potássio, o K, e por aí vai. Além do símbolo, há como expressar, em uma notação completa, a massa (A) e o número atômico (Z).

Dessa maneira, temos:

$X com Z pré-subscrito com A pré-sobrescrito$ o elemento X qualquer, possui uma massa, representada pelo A e um número atômico simbolizado pelo Z.

Número Atômico (Z)

O número atômico (Z) representa a quantidade de prótons presentes em cada átomo.

O número de prótons sempre será igual ao de elétrons, em um elemento em estado fundamental, ou seja, eletricamente neutro.

Número de Massa (A)

O número de massa (A) de cada átomo, corresponde a soma dos prótons e dos nêutrons (A= p + n) presentes no núcleo do elemento.

Importante notar que o elétron, na medida que possui uma massa insignificante, isto é, 1836 vezes menor em relação aos prótons e nêutrons, não estão inclusos na soma das massas dos elementos químicos. Por esse motivo, o número de massa não corresponde a massa efetiva ou real do átomo.

Isótopos

Os isótopos (isotopia) são átomos de um mesmo elemento químico os quais apresentam o mesmo número atômico (Z) e diferentes números de massa (A).

Isóbaros

Os isóbaros (isobaria) são átomos de distintos elementos químicos os quais apresentam o mesmo número de massa (A) e diferentes números atômicos (Z).

Isótonos

Os isótonos (isotonia) são átomos de elementos químicos distintos os quais apresentam diferentes números atômicos (Z), diferentes números de massa (A) e o mesmo número de nêutrons.

Exercícios

Segundo a representação dos elementos químicos abaixo, o cálcio (Ca), o potássio (K) e o argônio (Ar) podemos classificá-los como isótopos, isótonos ou isóbaros?

$Ca com 20 pré-subscrito com 40 pré-sobrescrito vírgula espaço K com 19 pré-subscrito com 40 pré-sobrescrito vírgula espaço Ar com 18 pré-subscrito com 40 pré-sobrescrito$

Se na representação do elemento químico, o número de massa corresponde a soma dos prótons e dos nêutrons (A= p + n) na representação acima, nota-se que os números que aparecem na parte superior da letra são iguais: 40.

Para resolver a situação precisamos encontrar o valor de nêutron de cada elemento. Sendo assim, façamos o seguinte:

$A espaço igual a espaço p espaço mais espaço n n espaço igual a espaço A espaço menos espaço p$

Portanto, se subtrairmos a massa do número de prótons, obteremos o valor de nêutron. Logo:

$n espaço igual a espaço 40 espaço sinal de subtracção espaço 20 espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço n espaço igual a espaço 40 espaço sinal de subtracção espaço 19 espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço n espaço igual a espaço 40 espaço sinal de subtracção espaço 18 n espaço igual a espaço 20 espaço abre parênteses Ca fecha parênteses espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço n espaço igual a espaço 21 espaço abre parênteses K fecha parênteses espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço n espaço igual a espaço 22 espaço abre parênteses Ar fecha parênteses$

Dessa forma, conclui-se que o cálcio, o potássio e o argônio são elementos isóbaros, visto que só possuem o mesmo número de massa (A).

De acordo com a classificação dos elementos químicos (isótopos, isóbaros e isótonos), agrupe os átomos apresentados:

$A com 90 pré-subscrito com 232 pré-sobrescrito vírgula espaço B com 91 pré-subscrito com 234 pré-sobrescrito vírgula espaço C com 90 pré-subscrito com 233 pré-sobrescrito vírgula espaço D com 92 pré-subscrito com 233 pré-sobrescrito vírgula espaço E com 93 pré-subscrito com 234 pré-sobrescrito$

Observe que os elementos acima possuem valores de massa e número atômico. Número atômico é igual à próton, portanto, o único valor que falta saber é o de nêutrons. Isso é possível através da fórmula A = p + n.

Usando essa fórmula será possível classificá-los em isóbaro, isótono e isótopo. Assim, temos que:

Elemento A: $A com 90 pré-subscrito com 232 pré-sobrescrito$

A = p + n

232 = 90 + n

232 - 90 = n

142 = n

Elemento B: $B com 91 pré-subscrito com 234 pré-sobrescrito$

A = p + n

234 = 91 + n

234 - 91 = n

143 = n

Elemento C: $C com 90 pré-subscrito com 233 pré-sobrescrito$

A = p + n

233 = 90 + n

143 = n

Elemento D: $D com 92 pré-subscrito com 233 pré-sobrescrito$

A = p + n

233 = 92 + n

141 = n

Elemento E: $E com 93 pré-subscrito com 234 pré-sobrescrito$

A = p + n

234 = 93 + n

141 = n

Logo,

Os elementos $A com 90 pré-subscrito com 232 pré-sobrescrito espaço e espaço C com 90 pré-subscrito com 233 pré-sobrescrito$ são isótopos, pois possuem o mesmo número atômico e diferentes números de massa;
Os elementos ( $B com 91 pré-subscrito com 234 pré-sobrescrito espaço e espaço E com 93 pré-subscrito com 234 pré-sobrescrito$ ) e ( $C com 90 pré-subscrito com 233 pré-sobrescrito espaço e espaço D com 92 pré-subscrito com 233 pré-sobrescrito$ ) são isóbaros, uma vez que possuem mesmo número de massa e diferentes números atômicos;
Os elementos ( $B com 91 pré-subscrito com 234 pré-sobrescrito espaço e espaço C com 91 pré-subscrito com 233 pré-sobrescrito$ ) e ( $D com 92 pré-subscrito com 233 pré-sobrescrito espaço e espaço E com 93 pré-subscrito com 234 pré-sobrescrito$ ) são isótonos, pois apresentam o mesmo número de nêutrons e diferentes números de massa e número atômico.