Masa atómica

1. ¿Qué es la masa atómica?

• Es la masa de un átomo individual.
• No puede medirse con balanzas convencionales.
• Se calcula en valores muy pequeños, del orden de $10^{-24}$ gramos.
• Ejemplo: la masa de un átomo de hidrógeno es aproximadamente
  $$1{,}67 \times 10^{-24} \text{ gramos}$$

2. ¿Cómo se compara la masa entre átomos?

Para facilitar los cálculos, los científicos idearon un sistema de masas relativas.
Este sistema no usa gramos, sino que compara masas con un átomo patrón.

3. Historia del átomo patrón

4. ¿Qué es una u.m.a?

• u.m.a. = unidad de masa atómica
• Es una unidad relativa, no absoluta.
• 1 u.m.a. equivale a la doceava parte de la masa del átomo de carbono-12.

5. Masas relativas de algunos elementos

6. ¿Por qué las masas atómicas no son números enteros?

Debido a la existencia de isótopos, los átomos de un mismo elemento pueden tener diferentes masas.
La masa atómica que usamos es un promedio ponderado de las masas de todos sus isótopos.

7. Fórmula para calcular la Masa Atómica Promedio (MAP):

$$\text{M.A.P.} = \sum \left( \text{Abundancia relativa} \times \text{Masa del isótopo} \right)$$

Ejercicios

Isótopos del Cloro (Cl)

El cloro (Cl) tiene dos isótopos:

• Cl-35, masa = 34,96 u.m.a., abundancia = 75,5
• Cl-37, masa = 36,96 u.m.a., abundancia = 24,5
• Número atómico $Z = 17$

a) Número de neutrones en cada isótopo

Recordamos la fórmula:

$$
\text{Neutrones} = \text{Masa at\u00f3mica} – Z
$$

• Para Cl-35:
  $$
  \text{Neutrones} = 35 – 17 = 18
  $$
• Para Cl-37:
  $$
  \text{Neutrones} = 37 – 17 = 20
  $$

b) Masa atómica promedio del cloro (Cl)

Usamos la fórmula:

$$
\text{M.A.P.} = (A_1 \times M_1) + (A_2 \times M_2)
$$

Donde:

• $A_1 = 0{,}755$, $M_1 = 34{,}96$
• $A_2 = 0{,}245$, $M_2 = 36{,}96$

Sustituyendo:

$$
\text{M.A.P.} = (0{,}755 \times 34{,}96) + (0{,}245 \times 36{,}96)
$$

$$
= 26{,}41 + 9{,}06 = 35{,}47\ \text{u.m.a.}
$$

Isótopos del Magnesio (Mg)

El magnesio tiene tres isótopos:

• Mg-24 (23,98 u.m.a), abundancia 78,99
• Mg-25 (24,99 u.m.a), abundancia 10,00
• Mg-26 (25,98 u.m.a), abundancia 11,01
• $Z = 12$

a) Número de neutrones:

• Mg-24: $24 – 12 = 12$ neutrones
• Mg-25: $25 – 12 = 13$ neutrones
• Mg-26: $26 – 12 = 14$ neutrones

b) Masa atómica promedio:

$$
\text{M.A.P.} = (0{,}7899 \times 23{,}98) + (0{,}1000 \times 24{,}99) + (0{,}1101 \times 25{,}98)
$$

$$
= 18{,}94 + 2{,}50 + 2{,}86 = 24{,}30\ \text{u.m.a.}
$$

Isótopos del Boro (B)

El boro tiene dos isótopos:

• B-10 (10,01 u.m.a), abundancia 19,9
• B-11 (11,01 u.m.a), abundancia 80,1
• $Z = 5$

a) Número de neutrones:

• B-10: $10 – 5 = 5$ neutrones
• B-11: $11 – 5 = 6$ neutrones

b) Masa atómica promedio:

$$
\text{M.A.P.} = (0{,}199 \times 10{,}01) + (0{,}801 \times 11{,}01)
$$

$$
= 1{,}99 + 8{,}82 = 10{,}81\ \text{u.m.a.}
$$