Cuál es la masa atómica
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Si tomáramos una muestra de átomos de carbono, por ejemplo el hollín de una chimenea o un trozo de carbón, comprobaríamos que la mayoría de los átomos de carbono son del isótopo carbono-12 y sólo unos pocos serían del isótopo carbono-13.
Las masas isotópicas pueden medirse mediante espectroscopia de masas. Encontrarás una discusión sobre el cálculo de la masa atómica relativa (peso atómico) utilizando estas masas isotópicas medidas en el tutorial de Espectroscopia de Masas.
La masa atómica relativa de un elemento es la media ponderada de las masas de los isótopos del elemento natural en relación con la masa de un átomo del isótopo carbono-12, que se considera exactamente 12.
Más arriba escribimos una expresión matemática general (ecuación matemática) para calcular la masa «media ponderada», también conocida como masa atómica relativa o peso atómico, de un elemento, que era:
En general, si un elemento se presenta en la naturaleza en 2 formas isotópicas, el isótopo 1 y el isótopo 2, entonces podemos estimar el porcentaje de abundancia de cada isótopo utilizando el número de masa (A) de cada isótopo porque el % de abundancia del isótopo 2 es igual a 100 – % de abundancia del isótopo 1:
Cómo calcular el número atómico
Es posible que te pidan que calcules la masa atómica en química o física. Hay más de una forma de encontrar la masa atómica. El método que utilices depende de la información que te den. En primer lugar, es conveniente entender qué significa exactamente la masa atómica.
La masa atómica es la suma de las masas de los protones, neutrones y electrones de un átomo, o la masa media, en un grupo de átomos. Sin embargo, los electrones tienen mucha menos masa que los protones y los neutrones, por lo que no entran en el cálculo. Por tanto, la masa atómica es la suma de las masas de protones y neutrones. Hay tres formas de hallar la masa atómica, dependiendo de tu situación. La que se utilice dependerá de si se dispone de un átomo único, de una muestra natural del elemento o simplemente se necesita conocer el valor estándar.
Si es tu primer encuentro con la química, tu instructor querrá que aprendas a usar la tabla periódica para encontrar la masa atómica (peso atómico) de un elemento. Este número suele aparecer debajo del símbolo de un elemento. Busca el número decimal, que es una media ponderada de las masas atómicas de todos los isótopos naturales de un elemento.
Número atómico y número másico
La masa atómica es la masa de un átomo, incluyendo sus protones, neutrones y electrones. Sin embargo, como un electrón es 1.836 veces menos masivo que un protón, los electrones representan una cantidad insignificante de la masa del átomo en la mayoría de los átomos.
Aunque se puede indicar la masa atómica en kilogramos, es más habitual expresarla en unidades de masa atómica (u), también llamadas daltons (Da). Una unidad de masa atómica (un dalton) equivale a 1/12 de la masa de un átomo de carbono-12. Por tanto, una unidad de masa atómica equivale a 1,66 × 10-27 kg. ¿Cómo se calcula la masa atómica? Para encontrar una aproximación razonable de la masa atómica de un átomo en unidades de masa atómica, podemos simplemente sumar el número de protones y neutrones. Así, la fórmula de la masa atómica es:
Ten en cuenta que la masa de un átomo será ligeramente inferior a sus partes debido a la pérdida de masa de energía de enlace, que puedes calcular utilizando E = mc². Esta pérdida de masa es una cantidad ínfima para la mayoría de los átomos, y esta calculadora no considera este efecto.
Puede que pienses que, como el neutrón no tiene carga eléctrica, ¿por qué la necesita el átomo? En general, un átomo tiene una carga neutra. Sin embargo, toda la carga positiva se concentra en el centro con los protones. Las cargas similares se repelen, por lo que existe una fuerza que intenta separar el núcleo. Para contrarrestar esta fuerza está la fuerza nuclear fuerte y atractiva que existe entre los protones y los neutrones. Por lo tanto, un átomo puede impedir que se rompa añadiendo neutrones para aumentar la cantidad total de fuerza nuclear fuerte atractiva.
Cómo calcular la masa atómica relativa
Llamamos número atómico al número de protones de un átomo de un elemento. Los números atómicos pueden ayudarte a identificar un elemento. Por ejemplo, si encuentras que un átomo tiene un número atómico de ocho, puedes concluir que es un átomo de oxígeno. Así que todos los isótopos de un elemento tienen el mismo número atómico.
Puedes encontrar la masa relativa de fórmula de un compuesto sumando las masas atómicas relativas de los átomos que contiene. Por ejemplo, la masa de fórmula del NaCl es 58,5. (Sr. del sodio = 22,99; Sr. del cloro = 35,45.)
