Masa atómica: toda la materia

LA masa atomica es la forma estándar de medir la masa de átomos, expresada en unidades de masa atómica (u).

Los químicos decidieron tomar el carbono como base, por lo que se dice que la masa atómica es relativa. Se determinó que una unidad de masa atómica equivale a 1,66 x 10-24 g, lo mismo que 1/12 de la masa de carbono-12.

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Las masas de los átomos se comparan con este estándar de 1u, lo que significa que la masa atómica indica cuántas veces un átomo pesa más de 1/12 del carbono.

Masa atómica y unidad de masa atómica

Veamos algunos ejemplos de masa atómica:

  • Carbono (C) – 12,011
  • Oxígeno (O) – 15,999
  • Cloro (Cl) – 35.453
  • Nitrógeno (N) – 14,007
  • Potasio (K) – 39,098
  • Helio (He) – 4,003

¿Cómo calcular la masa atómica?

En la naturaleza podemos encontrar elementos químicos con el mismo número atómico, pero con diferentes masas atómicas. Estos elementos se denominan isótopos.

La masa atómica de los elementos químicos resulta del promedio ponderado de los isótopos.

Tomemos, por ejemplo, dos isótopos de cualquier elemento químico: 22X y 36X, donde 22 y 36 son sus masas.

Imaginemos también que la abundancia de estos isótopos en la naturaleza es del 40% y 60%, respectivamente.

A partir de estos datos, es posible calcular la masa atómica. Primero, la masa se multiplica por la abundancia de cada uno de los isótopos. Luego suma esos resultados y divide por 100.

Masa atomica

Por tanto, la masa atómica de un elemento X, cuyas masas de isótopos son 22 y 36 y abundancia del 40% y 60%, respectivamente, es 30,4 u.

Masa molecular y masa molar

La masa molecular corresponde a la masa de una molécula. Para calcularlo es necesario sumar las masas atómicas de los átomos de los elementos químicos que componen la sustancia.

Por ejemplo, agua (HdosO) está formado por 2 átomos de hidrógeno y 1 átomo de oxígeno. Para determinar la masa molecular del agua, consultamos la tabla periódica para encontrar la masa atómica de cada elemento y multiplicarla por el número de átomos.

H: 2 x 1 u = 2 u
O: 1 x 16 u = 16 u
HdosO = 2 u + 16 u = 18 u

Por tanto, una molécula de agua tiene una masa de 18 u.

LA masa molar, a su vez, es la masa expresada en gramos por mol. El mol es una unidad que se usa como estándar para medir la cantidad de materia. Esta unidad tiene un valor absoluto de 6.02 x 1023 átomos, iones o moléculas de una sustancia.

La masa molecular y la masa molar tienen el mismo valor numérico, pero se presentan en unidades diferentes. Por tanto, la molécula de agua tiene una masa molecular de 18 u y una masa molar de 18 g / mol.

Obtenga más información en Número de mol y masa molar.

Masa atómica en la tabla periódica

Como la masa atómica depende de la masa de todos los isótopos de un elemento químico, para evitar que siempre se hagan cálculos, la tabla periódica presenta esta información.

Vea el ejemplo de la plancha:

Hierro

La masa atómica es el valor que aparece justo debajo de los nombres de cada elemento en la tabla periódica.

La tabla periódica está organizada en orden ascendente de número atómico. Generalmente, la masa atómica aumenta a medida que aumenta el número atómico. De los 118 elementos químicos de la tabla periódica, solo 4 elementos consecutivos difieren de esta generalidad. Ellos son: argón, cobalto, telurio y torio.

Ejercicios de masa atómica

Pregunta 1

(UFPE) Hay dos isótopos de rubidio que se encuentran en la naturaleza: 85Rb, que tiene una masa igual a 84,91, y 87Rb, cuya masa es 86,92. El peso atómico del rubidio es 85,47. ¿Cuál es el porcentaje de 87Rb?

a) 72,1%
b) 20,1%
c) 56,0%
d) 27,9%
e) 86,9%

Alternativa correcta: d) 27,9%.

MA espacio igual al espacio numerador recto M. Ab con espacio en blanco a la potencia de 85 Rb final suscrito del espacio de subíndice más espacio recto M. Ab con espacio en blanco a 87 Rb potencia suscrito final del subíndice sobre el denominador 100 final de la fracción 85 coma 47 espacio igual al espacio del numerador 84 punto 91. Ab con espacio en blanco a la potencia de 85 Rb subíndice al final del subíndice espacio más espacio 86 coma 92. Ab con espacio en blanco a la potencia de 87 Rb subíndice al final del subíndice sobre el denominador 100 final de la fracción 8547 espacio igual al espacio 84 punto 91. Ab con espacio en blanco a la potencia de 85 Rb final suscrito del subíndice espacio más espacio 86 punto 92. Ab con espacio en blanco a la potencia de 87 Rb final suscrito del suscriptor 8547 espacio igual al espacio 84 coma 91. paréntesis izquierdo 100 espacio menos espacio Ab con espacio en blanco en 87 Rb subíndice final del subíndice paréntesis derecho espacio más espacio 86 coma 92. Ab con espacio en blanco en 87 Rb potencia del subíndice final del subíndice 8547 espacio igual al espacio 8491 espacio menos espacio 84 punto 91 Ab con espacio en blanco a la potencia de 87 Rb suscrito final del espacio de subíndice más espacio 86 punto 92. Ab con espacio en blanco a 87 Rb potencia suscrito final de suscrito 8547 espacio menos espacio 8491 espacio igual a menos espacio 84 coma 91 Ab con espacio en blanco a la potencia de 87 Rb subíndice final del subíndice espacio más espacio 86 coma 92. Ab con espacio en blanco a la potencia de 87 Rb subíndice final del subíndice 56 espacio igual al espacio 2 punto 01 Ab con espacio en blanco a la potencia de 87 Rb final suscrito del subíndice Ab con espacio en blanco a la potencia de 87 Rb final suscrito del espacio de subíndice igual al espacio del numerador 56 sobre el denominador 2 coma 01 final de la fracción Ab con espacio en blanco en 87 Rb potencia subíndice final del subíndice espacio igual a 27 punto 9 espacio de signo de porcentaje

Por tanto, el porcentaje de 87Rb es 27,9%.

Pregunta 2

(Cesgranrio-RJ) Un elemento X tiene una masa atómica de 63,5 y tiene isótopos 63X y sesenta y cincoX. La abundancia del isótopo 63 en el elemento X es:

a) 25%
b) 63%
c) 65%
d) 75%
e) 80%

Nota: Considere los números de masa 63 y 65 como las masas atómicas de estos isótopos.

Alternativa correcta: d) 75%.

MA con espacio de subíndice X recto igual al espacio de numerador recto M. Ab con espacio en blanco a la potencia de 63 final de X suscrito recto del espacio de subíndice más espacio M. Ab con espacio en blanco a la potencia de 65 final de subíndice de X recto denominador 100 final de la fracción 63 punto 5 espacio igual al espacio del numerador 63. Ab con espacio en blanco a la potencia de 63 recta X final del subíndice del espacio del subíndice más espacio 65. Ab con espacio en blanco a 65 potencia X subíndice final del subíndice sobre el denominador 100 final de la fracción 6350 espacio igual al espacio 63. Ab con espacio en blanco a la potencia de 63 subíndice X recta final del subíndice espacio más espacio 65. paréntesis izquierdo 100 espacio menos espacio Ab con espacio en blanco a la potencia de 63 subíndice X recta final de subíndice paréntesis derecho 6350 espacio igual a 63 espacio Ab con espacio en blanco a la potencia de 63 rectos X subíndice final del subíndice espacio más espacio 6500 espacio menos espacio 65. Ab con espacio en blanco a la potencia de 63 rectos  X subíndice al final del subíndice 6350 espacio menos espacio 6500 igual al espacio 63 espacio Ab con espacio en blanco a la potencia de 63 rectos X subíndice final del subíndice espacio menos espacio 65. Ab con espacio en blanco a la potencia de 63 rectos X subíndice final de subíndice menos 150 espacio igual al espacio menos espacio 2. Ab con espacio en blanco a la potencia de 63 rectos X subíndice final del subíndice espacio paréntesis izquierdo menos 1 paréntesis derecho 150 espacio igual al espacio 2. Ab con espacio en blanco a la potencia de 63 rectos X subíndice al final del subíndice Ab con espacio en blanco a la potencia de 63 rectos X subíndice al final del espacio del subíndice igual al espacio 150 en 2 Ab con espacio en blanco a la potencia de 63 rectos X subíndice al final del subíndice espacio igual al espacio 75 por ciento de signo

Por tanto, la abundancia del isótopo 63 en el elemento X es del 75%.

Pregunta 3

(UFRGS_RS) El elemento cloro tiene una masa atómica igual a 35.453 u. Esta información significa que:

a) el átomo de cloro tiene una masa 35.453 veces mayor que la masa del átomo de hidrógeno.
b) la masa de un átomo de cloro es 35 453 veces mayor que la masa del isótopo 12 del carbono.
c) la relación entre las masas de cloro y átomos de carbono es 35,453 ÷ 12.
d) cualquier átomo de cloro tiene una masa 35,453 veces mayor que 1/12 del isótopo de carbono 12.
e) el promedio ponderado de las masas de isótopos de cloro es 35 453 veces mayor que 1/12 de la masa del isótopo 12 de carbono.

Pregunta 4

(FEI-SP) Si un átomo tiene una masa atómica igual a 60 u, ¿será válida la relación entre la masa de ese átomo y la masa del átomo de carbono 12?

a 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5

Alternativa correcta: e) 5.

1 espacio u recto igual al espacio estilo de inicio en la línea 1 sobre 12 final de estilo recto x espacio m recto con 12 con subíndice C recto subíndice final del subíndice 60 espacio u recto igual al espacio 60. estilo de inicio en línea 1 sobre 12 final de estilo estilo de inicio recto x fin del estilo estilo de inicio espacio en línea fin del estilo estilo de inicio en línea estilo de inicio recto m final del estilo con 12 con subíndice C recto subíndice final del subíndice final del estilo estilo de inicio en línea igual al final del estilo estilo de inicio en línea espacio fin del estilo comienzo estilo en línea 60 sobre 12 fin del estilo comienzo estilo recto x final del estilo comienzo estilo espacio en línea fin del estilo comienzo estilo en línea comienzo estilo recto m final del estilo con 12 con C recto subíndice subíndice final del subíndice final del estilo estilo de inicio en el espacio de línea fin del estilo estilo de inicio en línea igual al final del estilo estilo de inicio en el espacio de línea fin del estilo estilo de inicio en la línea 5  fin del estilo estilo de inicio espacio en línea fin del estilo estilo de inicio recto x fin del estilo estilo de inicio espacio en línea fin del estilo estilo de inicio estilo de inicio en línea recto m fin del estilo con 12 con subíndice C recto subíndice final del subíndice de final de estilo

Por lo tanto, si un átomo tiene una masa atómica igual a 60 u, la relación entre la masa de ese átomo y la masa del átomo de carbono 12 valdrá 5.

Pregunta 5

(UFSCar-SP) El elemento magnesio, número atómico 12, se encuentra en la naturaleza como una mezcla de tres isótopos. Las masas atómicas de estos isótopos, expresadas en unidades de masa atómica (u), y sus respectivas abundancias en un lote dado del elemento, se dan en la siguiente tabla.

Número de masa de isótopos Masa atómica (u) % abundancia
24 23,98504 10
25 24,98584 10
26 25,98259 80

La masa atómica de este lote, en u, es igual a:

a) 23,98504, exactamente.
b) 24,98584, exactamente.
c) 25,98259, exactamente.
d) un valor entre 23,98504 y 24,98584.
e) un valor entre 24,98584 y 25,98259.

alternativa correcta: e) un valor entre 24,98584 y 25,98259.

MA espacio estrecho igual al numerador espacio paréntesis izquierdo 23 coma 98504 espacio recto x espacio 10 paréntesis derecho espacio más espacio abre paréntesis 24 coma 98584 recto x 10 cierra espacio entre paréntesis más espacio abre paréntesis 25 coma 98259 espacio recto x espacio 80 cierra paréntesis sobre el denominador 100 fin de fracción MA espacio estrecho igual al numerador 239 coma 8504 espacio más 249 coma 8584 espacio más espacio 2078 punto 6072 sobre denominador 100 fin de fracción MA espacio estrecho igual al numerador 2568 punto 316 sobre denominador 100 fin de fracción MA espacio estrecho igual a espacio 25 punto 68316

Por tanto, la masa atómica de este lote, en u, es igual a un valor entre 24,98584 y 25,98259.

Verifique los problemas vestibulares con resolución comentada en: Ejercicios de la tabla periódica.

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