Digite qualquer elemento por símbolo (C), nome (carbono) ou número atômico (6), e esta calculadora gratuita de átomos retorna seus prótons, nêutrons, elétrons, configuração eletrônica no estado fundamental, período e grupo, além da notação completa de isótopo. Opcionalmente, especifique um número de massa para cálculos específicos por isótopo, ou uma carga para cátions e ânions. Dados dos elementos da tabela IUPAC de pesos atômicos 2021 — precisos para todos os 118 elementos, do hidrogênio ao oganessônio.
Um átomo é a menor unidade de um elemento químico que mantém sua identidade. Cada átomo consiste em um núcleo central denso contendo prótons (com carga positiva) e nêutrons (sem carga), cercado por uma nuvem de elétrons (com carga negativa). O número de prótons — o número atômico Z — define o elemento: 1 próton faz hidrogênio, 6 fazem carbono, 92 fazem urânio. Átomos do mesmo elemento podem diferir em contagem de nêutrons (isótopos) e contagem de elétrons (íons), mas todos são esse elemento enquanto Z se mantiver constante. Os átomos em si são extremamente pequenos (cerca de 0,1 nanômetro de diâmetro) e principalmente espaço vazio — o núcleo ocupa menos de um trilionésimo do volume do átomo, mas contém quase toda a massa. As propriedades atômicas — quantos prótons, nêutrons e elétrons um átomo tem, e como esses elétrons estão arranjados — determinam sua química, estado físico e como interage com outros átomos.
Antes de mergulhar em isótopos, íons e configurações eletrônicas, certifique-se de que essas quatro ideias centrais estejam claras. A maioria dos problemas de propriedades atômicas remete a elas.
O número de prótons (número atômico Z) é o que faz um elemento ser o que é. Adicione ou remova um próton e você tem um elemento totalmente diferente. Todos os átomos de carbono têm exatamente 6 prótons; remova um e você fez boro (Z = 5).
Átomos do mesmo elemento podem ter números diferentes de nêutrons. Esses são os isótopos. Carbono-12 e carbono-14 são ambos carbono (6 prótons cada), mas o C-12 tem 6 nêutrons enquanto o C-14 tem 8. Isótopos compartilham comportamento químico, mas diferem em massa e estabilidade nuclear.
Em um átomo neutro, o número de elétrons é igual ao número de prótons. Perder elétrons gera um íon positivo (cátion); ganhar gera um íon negativo (ânion). A contagem de elétrons não muda o elemento — sódio e íon sódio Na⁺ são ambos sódio, apenas com contagens diferentes de elétrons.
A configuração eletrônica — como os elétrons se distribuem em camadas e subcamadas — determina a química de um átomo. Átomos com camadas externas cheias (gases nobres) são pouco reativos. Átomos com um elétron 'a mais' (metais alcalinos) cedem facilmente; átomos faltando um (halogênios) facilmente capturam um.
Os primeiros 20 elementos cobrem do hidrogênio ao cálcio e respondem pela maioria dos problemas de química do ensino médio e introdutório. Nota: a contagem de nêutrons usa o isótopo mais abundante de cada elemento.
| Z | Símbolo | Nome | Prótons | Nêutrons | Elétrons | Config. |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | H | Hidrogênio | 1 | 0 | 1 | 1s¹ |
| 2 | He | Hélio | 2 | 2 | 2 | 1s² |
| 3 | Li | Lítio | 3 | 4 | 3 | [He] 2s¹ |
| 4 | Be | Berílio | 4 | 5 | 4 | [He] 2s² |
| 5 | B | Boro | 5 | 6 | 5 | [He] 2s² 2p¹ |
| 6 | C | Carbono | 6 | 6 | 6 | [He] 2s² 2p² |
| 7 | N | Nitrogênio | 7 | 7 | 7 | [He] 2s² 2p³ |
| 8 | O | Oxigênio | 8 | 8 | 8 | [He] 2s² 2p⁴ |
| 9 | F | Flúor | 9 | 10 | 9 | [He] 2s² 2p⁵ |
| 10 | Ne | Neônio | 10 | 10 | 10 | [He] 2s² 2p⁶ |
| 11 | Na | Sódio | 11 | 12 | 11 | [Ne] 3s¹ |
| 12 | Mg | Magnésio | 12 | 12 | 12 | [Ne] 3s² |
| 13 | Al | Alumínio | 13 | 14 | 13 | [Ne] 3s² 3p¹ |
| 14 | Si | Silício | 14 | 14 | 14 | [Ne] 3s² 3p² |
| 15 | P | Fósforo | 15 | 16 | 15 | [Ne] 3s² 3p³ |
| 16 | S | Enxofre | 16 | 16 | 16 | [Ne] 3s² 3p⁴ |
| 17 | Cl | Cloro | 17 | 18 | 17 | [Ne] 3s² 3p⁵ |
| 18 | Ar | Argônio | 18 | 22 | 18 | [Ne] 3s² 3p⁶ |
| 19 | K | Potássio | 19 | 20 | 19 | [Ar] 4s¹ |
| 20 | Ca | Cálcio | 20 | 20 | 20 | [Ar] 4s² |
Muitos isótopos têm importância prática em medicina, datação, energia nuclear e pesquisa. Conhecer as diferenças de contagem de nêutrons explica por que se comportam tão diferentemente.
| Isótopo | Prótons | Nêutrons | Meia-vida / status | Usado para |
|---|---|---|---|---|
| ¹H (prótio) | 1 | 0 | Estável | 99,985% do hidrogênio natural |
| ²H (deutério) | 1 | 1 | Estável | Água pesada, espectroscopia RMN |
| ³H (trítio) | 1 | 2 | 12,3 anos | Placas autoluminosas, combustível de fusão |
| ¹²C | 6 | 6 | Estável (98,9%) | Padrão da unidade de massa atômica |
| ¹⁴C | 6 | 8 | 5.730 anos | Datação por radiocarbono de restos orgânicos |
| ¹⁶O | 8 | 8 | Estável (99,76%) | O 'O' em quase toda fórmula química |
| ¹³¹I | 53 | 78 | 8,0 dias | Tratamento de câncer de tireoide |
| ¹³⁷Cs | 55 | 82 | 30,2 anos | Radioterapia, irradiação de alimentos |
| ²³⁵U | 92 | 143 | 703 milhões de anos | Fissão nuclear (usinas, armas) |
| ²³⁸U | 92 | 146 | 4,47 bilhões de anos | Material fértil em reatores regeneradores |
| ²³⁹Pu | 94 | 145 | 24.100 anos | Armas nucleares, RTGs em sondas espaciais |
Quase todo problema 'quantos prótons/nêutrons/elétrons' se reduz a estas três equações simples. Memorize-as e o resto é só aritmética.
O número de prótons sempre é igual ao número atômico, independentemente de isótopo ou carga. Número atômico está em toda tabela periódica — geralmente o pequeno inteiro acima de cada símbolo. Esse número é a carteira de identidade do elemento.
Ferro tem Z = 26 na tabela periódica, então cada átomo de ferro — independentemente do isótopo ou estado iônico — tem exatamente 26 prótons. Não há cenário em que o ferro tenha 25 ou 27 prótons; isso seria um elemento diferente.
Número de massa A é a contagem total de prótons + nêutrons. Subtraia Z para isolar nêutrons. O número de massa é dado em notação de isótopo (¹²C, ²³⁵U) ou pode ser estimado arredondando o peso atômico padrão ao inteiro mais próximo quando apenas a média é conhecida.
Urânio-235 (²³⁵U) tem número de massa 235 e Z = 92, então tem 235 − 92 = 143 nêutrons. Urânio-238 tem 238 − 92 = 146 nêutrons — três a mais, tornando-o mais estável nuclearmente, mas menos físsil.
Para um átomo neutro (carga 0), elétrons igualam prótons. Para íons, subtraia a carga sinalizada. Elétrons perdidos significam carga positiva, então subtraia um número positivo para obter menos elétrons. Elétrons ganhos significam carga negativa, então subtrair um negativo adiciona.
Um cátion sódio Na⁺ tem Z = 11 e carga +1, então 11 − (+1) = 10 elétrons. Um íon óxido O²⁻ tem Z = 8 e carga −2, então 8 − (−2) = 10 elétrons. Ambos têm a mesma contagem de elétrons que o neônio neutro — são 'isoeletrônicos'.
Esses três termos são usados de forma vaga, mas significam coisas muito específicas. Misturá-los é o erro conceitual mais comum em química introdutória.
A menor unidade eletricamente neutra de um elemento. Um núcleo (prótons + nêutrons), cercado por igual número de elétrons.
Moléculas são grupos de átomos ligados (H₂O, CO₂); íons são átomos ou moléculas com carga líquida (Na⁺, SO₄²⁻).
| Propriedade | Átomo | Molécula | Íon |
|---|---|---|---|
| Número de átomos | 1 | 2 ou mais | 1 ou mais |
| Carga elétrica líquida | 0 (neutro) | Geralmente 0 | Não nula |
| Mantido por | Forças nucleares | Ligações químicas | Ligações + carga |
| Exemplos | Fe, He, C | H₂O, CO₂, N₂ | Na⁺, Cl⁻, SO₄²⁻ |
| Esta calculadora | Sim (digite o elemento) | Não (calc. mol) | Sim (defina a carga) |
Essas três partículas formam todo átomo, mas têm massas, cargas e localizações radicalmente diferentes. Entender suas diferenças explica a maior parte da química.
Partículas pesadas que vivem no núcleo denso. Juntas representam mais de 99,9% da massa do átomo.
Partículas leves em nuvens quânticas difusas ao redor do núcleo. Ocupam quase todo o volume do átomo, mas contribuem com quase nada de massa.
| Propriedade | Próton | Nêutron | Elétron |
|---|---|---|---|
| Símbolo | p (ou p⁺) | n (ou n⁰) | e (ou e⁻) |
| Carga (unid. e) | +1 | 0 | −1 |
| Massa (kg) | 1,673×10⁻²⁷ | 1,675×10⁻²⁷ | 9,109×10⁻³¹ |
| Massa (unid. atôm.) | 1,0073 u | 1,0087 u | 0,000549 u |
| Local no átomo | Núcleo | Núcleo | Nuvem orbital |
| Composição de quarks | uud | udd | Nenhuma (fundamental) |
| Estabilidade (livre) | Estável | ~10 min MV | Estável |
Estrutura atômica não é apenas química de livro — está por trás de tecnologias e fenômenos naturais que você encontra todos os dias.
Medicina nuclear usa isótopos radioativos (radionuclídeos) tanto para imagem quanto para tratamento. Iodo-131 trata câncer de tireoide porque a tireoide concentra iodo. Tecnécio-99m, o isótopo médico mais usado, rastreia fluxo sanguíneo em exames de coração e ossos. PET scans usam flúor-18 ligado à glicose para destacar tecido ativo. Cada isótopo é escolhido por sua meia-vida e propriedades de decaimento específicas.
Geólogos datam rochas com urânio-235/238 (milhões a bilhões de anos), potássio-40 (rochas vulcânicas, meia-vida ~1,25 bilhão de anos) e carbono-14 (restos orgânicos abaixo de 50.000 anos). A matemática é simples: meça a razão isótopo pai/filho, depois use a taxa de decaimento conhecida para calcular o tempo decorrido. É assim que sabemos que a Terra tem 4,54 bilhões de anos.
Reatores de potência dividem átomos de urânio-235 (ou plutônio-239) para liberar energia. Uma usina nuclear típica usa combustível enriquecido de 0,7% U-235 (natural) para cerca de 3-5% U-235. Armas exigem ~90% de enriquecimento. Por que a diferença? Porque a reação em cadeia precisa de nêutrons U-235 suficientes para sustentar fissão rápida. A razão nêutron-para-próton em isótopos pesados é o que torna alguns físseis e outros não.
Cada ligação química, interação medicamentosa e processo biológico se reduz à configuração eletrônica. Sódio cede um elétron para o cloro para formar sal de cozinha. Os 4 elétrons de valência do carbono permitem moléculas complexas — a base de toda vida conhecida. Gases nobres (camadas externas cheias) não se ligam com nada, por isso balões de hélio permanecem só hélio. A configuração diz o que um elemento fará e não fará.
Antes de contar qualquer coisa, isole três números do problema: número atômico Z (define o elemento), número de massa A (define o isótopo) e carga q (define o estado iônico). Tendo esses três, as fórmulas p = Z, n = A − Z, e = Z − q dão todas as respostas. A maioria dos erros vem de pular este passo e tentar contar diretamente de um enunciado confuso.
Se um problema dá 'massa atômica do cloro = 35,45' sem especificar um isótopo, arredonde para 35 para obter o número de massa do isótopo dominante. Assim, cloro natural é tipicamente ³⁵Cl (17 prótons, 18 nêutrons). Não tente usar 35,45 diretamente como número de massa — isso dá uma contagem de nêutrons não inteira, impossível para um único átomo.
Duas espécies são isoeletrônicas quando têm a mesma contagem de elétrons. Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺, F⁻, O²⁻ e N³⁻ todos têm 10 elétrons (mesmo que o Ne neutro). Têm comportamento eletrônico similar mas núcleos diferentes. Problemas frequentemente pedem para compará-los — os com mais prótons são menores (puxam elétrons mais fortemente). Saber que todos esses têm a configuração do neônio ajuda.
A ordem padrão de Aufbau funciona para ~93 dos primeiros 100 elementos, mas cromo e cobre têm exceções famosas: Cr é [Ar] 3d⁵ 4s¹ (não 3d⁴ 4s²) e Cu é [Ar] 3d¹⁰ 4s¹ (não 3d⁹ 4s²). Subcamadas d meio-preenchidas e completamente preenchidas têm estabilidade extra. Exceções similares ocorrem para Mo, Ag e alguns outros. Se você escreve a configuração 'prevista' para um desses e sua resposta não combina, é provavelmente por isso.
Escrever ferro como 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s² é correto mas trabalhoso. A forma de gás nobre [Ar] 3d⁶ 4s² é equivalente e mais rápida de escrever/ler porque todos sabem o que significa 'configuração do argônio'. Elementos com Z mais alto se beneficiam ainda mais — urânio escrito por extenso é uma linha longa; [Rn] 5f³ 6d¹ 7s² é muito mais limpo. Ambas as formas são aceitáveis em provas, salvo indicação contrária.
Número atômico Z (prótons, define elemento) e número de massa A (prótons + nêutrons, define isótopo) são diferentes. Uma tabela periódica mostra Z acima de cada símbolo; número de massa faz parte da notação do isótopo (¹²C). Colocar o peso atômico médio onde deveria estar o número de massa dá contagens de nêutrons não inteiras, o que não faz sentido para um único átomo.
A fórmula e = Z − q é sinalizada. Uma carga +1 significa que PERDEU um elétron, então subtraia um número positivo → menos elétrons. Uma carga −1 significa que GANHOU um, então subtrair um negativo → mais elétrons. Erro comum: Cl⁻ tem 17 − 1 = 16 elétrons (ERRADO). É 17 − (−1) = 18 elétrons. Atenção aos sinais.
Ferro tem Z = 26, mas o íon ferro(III) Fe³⁺ tem 26 − 3 = 23 elétrons, não 26. O elemento dá a contagem de prótons (constante) e a contagem máxima neutra de elétrons. A contagem real depende do estado iônico. Se um problema diz 'Fe³⁺', o +3 é informação, não decoração — use-a.
Carbono-12 e carbono-14 são ambos carbono — mesma química, mesmo lugar na tabela periódica, mesmo Z. Diferem apenas em contagem de nêutrons, o que afeta estabilidade nuclear e massa, mas não comportamento químico. Problemas às vezes preparam armadilhas perguntando 'qual tem mais elétrons, C-12 ou C-14?' Resposta: o mesmo — ambos são carbono, então ambos têm 6 elétrons quando neutros.
Prever Cr como [Ar] 3d⁴ 4s² está errado — o estado fundamental correto é [Ar] 3d⁵ 4s¹ porque a camada d meio-preenchida é mais estável. Cu é similar: não [Ar] 3d⁹ 4s², mas [Ar] 3d¹⁰ 4s¹. Essas exceções derrubam tanto autores de provas quanto estudantes. Memorize ao menos Cr e Cu; os outros (Mo, Ag etc.) seguem o mesmo padrão.
Um átomo é uma única unidade de um elemento (um núcleo com seus elétrons). Uma molécula é dois ou mais átomos mantidos juntos por ligações químicas. Gás hidrogênio H₂ é uma molécula feita de dois átomos de hidrogênio; água H₂O é uma molécula de dois hidrogênios e um oxigênio. Alguns elementos existem naturalmente como átomos isolados (gases nobres: He, Ne, Ar) e outros como moléculas (O₂, N₂, Cl₂ etc.). 'Átomo' é sempre um núcleo; 'molécula' são múltiplos átomos ligados.
Os átomos adquirem carga ganhando ou perdendo elétrons durante interações químicas. A contagem de prótons no núcleo é fixa — exige energia de física nuclear para mudar. Mas elétrons ficam nas regiões externas e podem ser adicionados ou removidos relativamente fácil em ligação química. Metais tendem a perder elétrons (formam cátions); não metais tendem a ganhá-los (formam ânions). O impulso vem de se aproximar de uma configuração eletrônica de gás nobre, que é energeticamente favorável.
Prótons e nêutrons são mantidos juntos pela força nuclear forte, que atua apenas em distâncias muito curtas (alguns femtômetros). Ela é muito mais forte que a repulsão eletromagnética nessas distâncias, então supera a repulsão elétrica entre prótons positivos. Os elétrons estão ligados ao núcleo por atração eletromagnética, que é muito mais fraca, então elétrons orbitam em distâncias cerca de 100.000 vezes o diâmetro nuclear. O átomo é majoritariamente espaço vazio — se um núcleo fosse uma bolinha de gude, os elétrons mais próximos estariam a mais de um quilômetro.
Sim — isso é um cátion, um íon com carga positiva. Sódio perde um elétron para virar Na⁺ (11 prótons, 10 elétrons). Cálcio perde dois para virar Ca²⁺ (20 prótons, 18 elétrons). A carga positiva máxima que um átomo pode ter é limitada pela energia necessária para arrancar cada elétron sucessivo — eventualmente seria preciso mais energia do que qualquer processo químico fornece. Em estrelas, átomos podem ser despojados da maioria ou de todos os elétrons (tornando-se íons altamente carregados ou até núcleos nus).
Atualmente, o oganessônio (Og, Z = 118) é o elemento mais pesado com nome confirmado. É um gás nobre sintético, feito um átomo de cada vez em aceleradores de partículas batendo cálcio-48 contra califórnio-249. Cada átomo de oganessônio existe por menos de um milissegundo antes de decair. Os elementos 119 e 120 são ativamente buscados; sua descoberta estenderia a tabela periódica a uma nova linha. Há uma 'ilha de estabilidade' teórica em torno de Z = 114–120 onde alguns isótopos podem ser muito mais longevos que os sintéticos feitos até hoje.
Um orbital é uma região 3D em torno do núcleo onde provavelmente se encontra um elétron — tipicamente o volume contendo cerca de 90% da probabilidade de encontrar o elétron. Orbitais têm formas: orbitais s são esféricos, orbitais p têm forma de halteres, orbitais d têm formas de trevo de quatro pétalas, e orbitais f são ainda mais complexos. Cada orbital pode conter até 2 elétrons (com spins opostos, pelo princípio de exclusão de Pauli). O número e tipo de orbitais preenchidos em um átomo É sua configuração eletrônica.
O número de prótons em um átomo sempre é igual ao seu número atômico (Z). O carbono tem número atômico 6, então cada átomo de carbono tem exatamente 6 prótons. O número atômico define o elemento — mude a contagem de prótons e você tem um elemento diferente. Você pode encontrar Z em qualquer tabela periódica; é o pequeno inteiro acima de cada símbolo de elemento.
Subtraia o número atômico (Z) do número de massa (A): nêutrons = A − Z. Por exemplo, o carbono-14 tem número de massa 14 e número atômico 6, então tem 14 − 6 = 8 nêutrons. O número de massa é o total inteiro de prótons + nêutrons, não o peso atômico padrão (que é uma média ponderada de todos os isótopos naturais). Se seu problema fornece um peso atômico padrão, arredonde para o número inteiro mais próximo para obter o número de massa típico.
Um átomo neutro tem o mesmo número de elétrons que de prótons — igual ao número atômico. O carbono (Z = 6) tem 6 elétrons quando neutro. Para íons, subtraia a carga do número de prótons: um íon sódio Na⁺ tem 11 − 1 = 10 elétrons (perdeu um elétron, gerando carga líquida +1). Um íon cloreto Cl⁻ tem 17 − (−1) = 18 elétrons (ganhou um).
Configuração eletrônica descreve como os elétrons se distribuem nos orbitais atômicos (camadas e subcamadas), seguindo o princípio de Aufbau. Para o carbono: 1s² 2s² 2p². A notação se lê: 2 elétrons na subcamada 1s, 2 em 2s e 2 em 2p — totalizando 6 elétrons. Para elementos mais pesados, abreviamos as camadas internas usando o gás nobre anterior, por exemplo, [Ar] 4s² para o cálcio significa 'todos os elétrons do argônio mais 2 no 4s'. Conhecer a configuração informa sobre o comportamento químico — os elétrons da camada externa determinam a ligação.
Número de massa (A) é um inteiro: o total de prótons + nêutrons em um isótopo específico. Peso atômico (também chamado peso atômico padrão) é uma média ponderada de todos os isótopos que ocorrem naturalmente em um elemento e geralmente não é inteiro. Exemplo: o cloro tem peso atômico 35,45 porque o cloro natural é cerca de 76% ³⁵Cl (número de massa 35) e 24% ³⁷Cl (número de massa 37). Um único átomo de cloro sempre tem número de massa inteiro — 35 ou 37, nunca 35,45.
Não. Isótopos são versões diferentes do mesmo elemento, diferindo apenas em número de nêutrons. Eles têm o mesmo número de prótons (mesmo número atômico), mesmo lugar na tabela periódica e mesmo comportamento químico. Diferem em massa e estabilidade nuclear, então alguns isótopos são estáveis e outros radioativos. Carbono-12 e carbono-14 são ambos carbono — reagem quimicamente igual, mas o C-14 é radioativo e o C-12 não.
O princípio de Aufbau prevê que os elétrons preenchem orbitais em ordem crescente de energia: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, ... Mas duas configurações são especialmente estáveis: subcamadas d meio-preenchidas e completamente preenchidas. Por isso o cromo (Z = 24) 'empresta' um elétron do 4s para o 3d para obter [Ar] 3d⁵ 4s¹ (em vez de 3d⁴ 4s² previsto). O cobre (Z = 29) faz o mesmo para a camada d cheia: [Ar] 3d¹⁰ 4s¹. Essas exceções são abordadas em química universitária.
Sim. A calculadora cobre todos os 118 elementos reconhecidos com pesos atômicos IUPAC 2021 e configurações eletrônicas padrão (incluindo todas as exceções de Aufbau comuns). É adequada do ensino fundamental II até química universitária, Química Geral 1, AP Química e IB Química. Para trabalhos de física nuclear você pode precisar de massas isotópicas específicas mais precisas (avaliação de massa atômica CODATA) em vez dos pesos atômicos padrão usados aqui. Para qualquer outra finalidade, a precisão excede o que um aluno precisa.
Todos os pesos atômicos padrão nesta calculadora vêm da Tabela IUPAC 2021 de Pesos Atômicos Padrão, o padrão internacional mantido pela Comissão IUPAC sobre Abundâncias Isotópicas e Pesos Atômicos (CIAAW). Números de massa para isótopos padrão usam o isótopo mais abundante quando há um dominante, ou o isótopo de vida mais longa para elementos sintéticos (Z ≥ 84 em geral). Configurações eletrônicas seguem a ordem padrão de Aufbau no estado fundamental com as exceções bem conhecidas (Cr, Cu, Mo, Pd, Ag, Au, Pt, La, Ce, Gd, Lu, Ac, Th, Pa, U, Np, Cm). Período e grupo seguem o layout IUPAC moderno de 18 colunas; lantanídeos e actinídeos são mostrados como 'sem grupo' já que não se encaixam claramente na numeração principal 1–18. Massas das partículas são valores recomendados CODATA 2018.