Question

A) Se um átomo tivesse o diâmetro da terra (=12740 km), qual seria aproximadamente o valor o valor do diâmetro do seu núcleo?B) Um átomo de carbono em seu núcleo 6 prótons e 6 nêutrons, e sua eletrosfera contem 6 elétrons. Calcule aproximadamente quantas vezes a massa núcleo de carbono é maior que a massa da sua eletrosfera.C)Por que todo átomo é eletricamente neutro?

Answer 1

a) Depende do átomo de referencia, átomos de elementos diferentes tem raio atômico diferentes, bem como raio nuclear, visto que quanto mais pesado for o átomo, mais prótons e neutros ele terá no número, bem como mais camadas eletrônica (maior raio dai).
Vamos considerar o átomo de Hidrogênio:
Seu raio nuclear tem aproximadamente 1fm (1.10^-15 m).
Seu raio atômico (covalente) é aproximadamente 37pm (37.10^12 m), que em fentômetros é 37000.10^-15 m. Ou seja, para o caso do hidrogênio, seu raio atômico é aproximadamente 37000 vezes o raio de seu núcleo, essa relação vale pra os diâmetros também.
Então basta dividir o diâmetro da Terra por 37000 para ter o tamanho proporcional que o núcleo teria.
12740/37000=0,344km ou seja, o núcleo teria aproximadamente 344m.

b) A massa do próton é aproximadamente 1840 vezes maior do que a massa do elétron, e a massa do próton é praticamente igual ao do nêutron.

Sendo:
m(p)=massa do proton
m(n)=massa do neutron
m(e) massa do elétron

Assim: 
m(p)≈1840.m(e)
m(n)≈m(p)
massa do núcleo do carbono(Mn)= 6.m(p) + 6.m(n)
Como m(n)≈m(p):
Mn=6.m(p)+6.m(p)=12.m(p)
Como m(p)≈1840.m(e):
Mn=12.1840.m(e)=22080.m(e).

Massa da eletrosfera(Me)= 6.m(e)

Então dividimos uma pela outra para saber quantas vezes a do núcleo é maior:
22080.m(e)/6.m(e) = 3680 vezes.

Caso queira o cálulo bem detalhado:
m(p)=1,672623.10^-24g
m(n)=1,674929.10^-24g
m(e)=9,10939.10^-28g

Massa do núcleo:
Mn=6.m(p) + 6.m(n)=6.[m(p)+m(n)]
Mn=6.(1,672623.10^-24 + 1,674929.10^-24)
Mn=2,008531.10^-23g

Massa da eletrosfera:
Me=6.m(e)=6.9,10939.10^-28
Me=5,465634.10^-27g

Dividindo um pelo outro:
Mn/Me=(2,008531.10^-23)/(5,465634.10^-27)≈3675 vezes.

c) O átomo é eletricamente neutro porque terá equivalência de cargas positivas e negativas. Os prótons são positivos e tem carga elementar +1 e os elétrons tem carga em modulo igual ao do próton, mas negativa(-1).
Pela questão de balanço de cargas é natural que o átomo que possui núcleo positivo tenda a adquirir cargas negativas em mesmo número de cargas equivalentes (pense em atração de imãs). Se o átomo perde elétrons ele se torna um íon cátion e se ganha se torna um íon ânion, mas observe que átomos e moléculas sempre vão buscas sua forma neutra possui ela é mais estável ( mesmo numa substância iônica, a soma de todas as cargas presentes será nula).

Espero ter ajudado =)