¿Cómo se determinan las masas atómicas?

Cuando observamos a detalle la Tabla Periódica, podemos ver que una de las propiedades mostradas es la masa atómica, o también llamado erróneamente peso atómico. Por ejemplo, si buscamos la masa atómica para el Carbono encontraremos que su valor es de 12.011 uma a pesar de que su valor estándar es de 12 uma (Petrucci, 2011).

¿Por qué existe esta diferencia?

La masa atómica estándar está basada solamente en átomos de Carbono-12, mientras que el carbono que existe en la naturaleza también contiene algunos átomos de Carbono-13. La existencia de estos dos isótopos es la consecuencia de que el valor de la masa atómica para el carbono sea mayor a 12 (Chang, 2003).

Por lo tanto, la masa atómica de un elemento es la media de las masas isotópicas, de acuerdo a las abundancias en la naturaleza de los isótopos del elemento. En un valor medio ponderado tiene más importancia la cantidad que representa al isótopo más abundante. Puesto que los átomos de carbono-12 son más abundantes, es lógico pensar que el valor de la media estará más cerca al valor del carbono-12 que del carbono-13 (Chang, 2003).

Este resultado se obtiene aplicando la siguiente ecuación general:

Masa atóm. de un elemento = (Masa del isót. 1 x Abundancia fraccional del isót. 1) + 

                                                               (Masa del isót. 2 x Abundancia fraccional del isót. 2) + (...)

El carbono tiene dos isótopos que son el Carbono-12 y el Carbono-13, cuyas abundancias naturales son 98.90% y 1.10%, respectivamente. Se ha determinado que la masa atómica del Carbono-13 es de 13.00335 uma (Petrucci, 2011).

Calculemos la masa atómica (masa promedio) para el carbono:

Masa atómica del Carbono = (Masa del Carbono-12 x Abundancia fraccional del Carbono-12) + (Masa del Carbono-13 x Abundancia fraccional del Carbono-13)

Masa atómica del Carbono = (12 x 0.9890) + (13.00335 x 0.0110)

Masa atómica del Carbono = 12.011 uma

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

   Petrucci R., Herring F., Madura J., Bissonnette C.  (2011). Química General.(10 ° edición). Pearson.

       Chang R. (2003). Química. (7° edición). Ed. Mc Graw - Hill, México.

Pregunta del Autor

¿El átomo de Carbono solamente presenta esos dos tipos de isótopos? En caso existan más, ¿Por qué no se toman en cuenta cuando se calcula la masa atómica promedio?