Masa Atómica
La masa atómica es la masa promedio ponderada de los átomos de un elemento en unidades de masa atómica, y refleja qué tan común es cada isótopo en la naturaleza.
Definition
La masa atómica es cuánto pesa en promedio un átomo de un elemento, el número decimal debajo de cada símbolo en la tabla periódica. Es el promedio ponderado de las masas de los isótopos naturales de un elemento en unidades de masa atómica (amu), donde una amu es $1/12$ de la masa de un átomo de carbono-12, y los isótopos más abundantes cuentan más en el promedio. Las masas isotópicas individuales no son números enteros por el defecto de masa proveniente de la energía de enlace nuclear y la pequeña masa de los electrones. La masa atómica en amu es numéricamente igual a la masa molar en gramos por mol, lo cual vincula la tabla periódica con las balanzas de laboratorio.
Example
El carbono aparece con aproximadamente $12.01$: la mayoría de los átomos pesan $12$ unidades y unos pocos pesan $13$, así que el promedio queda un poco por encima de $12$. El cloro es aproximadamente $75.8\%$ cloro-35 y $24.2\%$ cloro-37, lo que da $(0.758 \times 35) + (0.242 \times 37) \approx 35.5\text{ amu}$. El cobre-63 ($62.930\text{ amu}$, $69.15\%$) y el cobre-65 ($64.928\text{ amu}$, $30.85\%$) promedian $63.55\text{ amu}$, así que un mol de cobre tiene una masa de $63.55\text{ g}$ y contiene $6.022 \times 10^{23}$ átomos.
Key Insight
Ningún átomo de carbono individual pesa $12.01$ unidades; el decimal existe porque es un promedio. Una masa atómica cercana a un número entero significa que un isótopo domina, mientras que un valor entre números enteros, como el del cloro, significa que dos isótopos son comunes. Las abundancias isotópicas varían ligeramente según el origen geográfico, así que la IUPAC ahora publica algunas masas atómicas como intervalos, un recordatorio de que el número de la tabla periódica es una convención y no una constante de la naturaleza.