Isóbaros: aprenda o que é e as diferenças para isótopos e isótonos

Quando dois átomos possuírem o mesmo número de massa, eles serão classificados como isóbaros. Conceitualmente, isóbaros são átomos que apresentam o mesmo número de massa (A) e diferentes números atômicos (Z). Como eles possuem números atômicos (Z) diferentes, eles pertencem a elementos químicos diferentes e, portanto, apresentam propriedades químicas e físicas distintas.

Vamos relembrar o que é e como determinar o número atômico (Z) e número de massa (A). O átomo é formado por prótons (p), nêutrons (n) e elétrons (e^-). Os prótons, que possuem carga elétrica positiva, e os nêutrons, que são neutros, estão localizados no núcleo atômico. O número atômico (Z) é a grandeza que caracteriza cada elemento químico e representa a carga do núcleo, ou seja, seu número de prótons.

Matematicamente, temos que Z = p. Os elétrons possuem carga elétrica negativa e estão localizados na eletrosfera rodeando o núcleo. No caso de átomos neutros, o número de elétrons será igual ao de prótons, e consequentemente, igual ao número atômico. Matematicamente, temos que: Z = p = e^-. Já o número de massa (A) é igual à soma do número de prótons e de nêutrons existentes no núcleo e representa a massa do átomo. Matematicamente, teremos que A = p + n ou A = Z + n.

Todos os elementos químicos presentes na tabela periódica apresentam seu próprio número atômico e número de massa, e uma forma esquemática de representar esses números é a seguinte:

Neste caso, tanto o número atômico quanto o número de massa ficam do lado esquerdo do símbolo, porém o número de massa fica acima e o número atômico fica abaixo do símbolo do elemento químico.

Outra forma de representar a mesma estrutura, bastante utilizada também, pode ser a mostrada abaixo, em que o número de massa fica do lado direito do símbolo do elemento químico, enquanto que o número atômico se encontra do lado esquerdo do mesmo.

_ZX^A

Vamos ver agora alguns exemplos de átomos isóbaros:

• ₂₀⁴⁰Ca e ₁₈⁴⁰Ar → Ca: Z = 20 e A = 40

                        Ar: Z = 18 e A = 40

• ₆¹⁴C e ₇¹⁴N → C: Z = 6 e A = 14

            N: Z = 7 e A = 14

• ₂₆⁵⁷Fe e ₂₇⁵⁷Co → Fe: Z = 26 e A = 57

                        Co: Z = 27 e A = 57

Perceba que apenas átomos de elementos diferentes podem ser considerados átomos isóbaros.

Caso em algum exercício não seja fornecido diretamente o número de massa (A), serão fornecidos os números de prótons e nêutrons. Para descobrir o número de massa, basta aplicar na fórmula descrita no início desta matéria: A = p + n. Por exemplo, considere dois átomos: X e Y. O átomo X possui 37 prótons e 118 nêutrons, enquanto que o átomo Y possui 12 prótons e 143 nêutrons. Para verificar se esses átomos são ou não isóbaros, aplicamos a seguinte fórmula:

A = p + n

Átomo X: A = 37 + 118 → A = 155

Átomo Y: A = 12 + 143 → A = 155

Como os átomos X e Y apresentam mesmo valor de A, serão considerados átomos isóbaros.

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Os átomos também podem apresentar outras semelhanças, como possuir o mesmo número de prótons e de nêutrons. Nesses casos, serão considerados átomos isótopos e isótonos, respectivamente.

Isótopos são átomos que possuem o mesmo número de prótons, ou seja, mesmo valor de Z e diferentes números de massa (A) e nêutrons (n). Por possuírem o mesmo valor de Z, eles apresentam o mesmo símbolo atômico. Por exemplo, existem três átomos de oxigênio com diferentes números de massas:

• ₈¹⁶O → Z = 8 e A = 16
• ₈¹⁷O → Z = 8 e A = 17
• ₈¹⁸O → Z = 8 e A = 18

Isótonos são átomos que possuem o mesmo número de nêutrons (n) e diferentes números de massa (A) e número atômico (Z). Para verificar se dois átomos são isótonos, devemos utilizar a seguinte fórmula: n = A – Z.

Exemplo:

• ₆¹³C → n = A - Z → n = 13 - 6 → n = 7
• ₇¹⁴N → n = A - Z → n = 14 - 7 → n = 7

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Praticamente todos os alunos que estudam sobre átomos isóbaros, isótopos e isótonos têm dificuldades para lembrar as definições de cada classificação. Segue então uma dica muito útil para diferenciá-las e lembrar qual é qual.

ISÓBAROS: Valores iguais de número de massa (A)

ISÓTOPOS: Valores iguais de prótons (P)

ISÓTONOS: Valores iguais de nêutrons (N)