Quando dois elementos químicos possuem a mesma quantidade de nêutrons, dizemos que eles são isótonos. Conceitualmente, os isótonos são átomos que apresentam o mesmo número de nêutrons (n), porém diferentes números atômicos (Z) e de massa (A).
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O número de nêutrons é determinado por meio da diferença entre o número de massa e o número atômico.
Matematicamente, temos:
- n = A – Z (I)
Z representa a quantidade de prótons (p) e A é a soma entre prótons e nêutrons.
Matematicamente, temos:
- Z = p (II)
- A = p + n (III)
Assim, para provar que n é igual a A menos Z, podemos substituir a equação (II) na equação (III). Com isso, chegaremos à equação (I) da seguinte forma:
- A = Z + n → n = A – Z
Portanto, para saber se dois ou mais átomos são isótonos, temos que utilizar a equação (I).
Existem duas formas esquemáticas de representar número atômico e número de massa dos elementos químicos:
- ZAX ou ZXA
Na primeira forma, ambos os números atômico (Z) e de massa (A) ficam do lado esquerdo do símbolo, o primeiro embaixo e o segundo em cima do símbolo. Na segunda forma, o número de massa fica do lado inferior direito do símbolo, enquanto que o número atômico se encontra do lado superior esquerdo do mesmo. Temos os átomos de magnésio (Z = 12 e A = 26) e de silício (Z = 14 e A = 28). Para saber se esses dois átomos são isótonos, faremos o seguinte:
- Para o magnésio: 12Mg26
n = A – Z → n = 26 – 12 → n = 14 nêutrons
O átomo de magnésio apresenta 14 nêutrons.
- Para o silício: 14Si28
n = A – Z → n = 28 – 14 → n = 14 nêutrons
O átomo de silício também apresenta 14 nêutrons.
Perceba que, como ambos os elementos químicos possuem a mesma quantidade de nêutrons, os átomos de magnésio e silício são classificados como isótonos. Como os valores de A e Z são diferentes para os dois átomos, suas propriedades químicas e físicas são diferentes.
Temos os átomos de carbono (Z = 6 e A = 13) e de nitrogênio (Z = 7 e A = 14). Para saber se esses dois átomos são isótonos, seguiremos os mesmos passos dados no primeiro exemplo:
- Para o carbono: 6C13
n = A – Z → n = 13 – 6 → n = 7 nêutrons
O átomo de carbono apresenta 7 nêutrons.
- Para o nitrogênio: 7N14
n = A – Z → n = 14 – 7→ n = 7 nêutrons
O átomo de nitrogênio também apresenta 7 nêutrons.
Note que, como ambos possuem a mesma quantidade de nêutrons, os átomos de carbono e nitrogênio são classificados como isótonos.
Temos os átomos de cloro (Z = 17 e A = 37) e de cálcio (Z = 20 e A = 40). Para saber se esses dois átomos são isótonos, seguiremos os mesmos passos dados nos exemplos anteriores:
- Para o cloro: 17Cl37
n = A – Z → n = 37 – 17 → n = 20 nêutrons
O átomo de cloro apresenta 20 nêutrons.
- Para o cálcio: 20Ca40
n = A – Z → n = 40 – 20→ n = 20 nêutrons
O átomo de cálcio também apresenta 20 nêutrons.
Então, como ambos possuem a mesma quantidade de nêutrons, os átomos de cloro e cálcio são classificados como isótonos.
Suponhamos agora os átomos de boro (Z = 5 e A = 11) e de carbono (Z = 6 e A = 12). Seguiremos os mesmos passos dados nos exemplos anteriores para saber se esses dois átomos são isótonos:
- Para o boro: 5B11
n = A – Z → n = 11 – 5 → n = 6 nêutrons
O átomo de boro apresenta 6 nêutrons.
- Para o silício: 6C12
n = A – Z → n = 12 – 6→ n = 6 nêutrons
O átomo de carbono também apresenta 6 nêutrons.
Então, como ambos possuem a mesma quantidade de nêutrons, os átomos de boro e carbono são classificados como isótonos.
Por fim, note que apenas átomos de elementos químicos diferentes são considerados isótonos.