15.3: Lectura de una Tabla Periódica

Si miras una tabla periódica, hay una variedad de información que puedes encontrar en ella. Cada tabla periódica incluye el símbolo del elemento (una o dos letras grandes en negrita en el centro de la caja del elemento), y el número atómico del elemento (el número de protones en ese elemento, generalmente mostrado como un número en la parte superior izquierda). Por ejemplo, a continuación se encuentra la entrada para Aluminio de la Tabla Periódica del NIST (Dragoset et al., 2003).

Aquí, se puede ver que el símbolo para el elemento es Al, y el número atómico es 13.

Por lo general, debajo del símbolo del elemento, encontrarás el peso atómico del elemento. Esto es en unidades de “unidades de masa atómica” o amu; una amu es igual a 1.66 × 10 ⁻²⁷ kg. En este ejemplo, el peso atómico se le da a ocho cifras significativas, y es de 26.981538 amu. El peso atómico en amu es aproximadamente el número de protones y neutrones —que, juntos se llaman simplemente “nucleones ”— en el elemento, pero hay una serie de complicaciones. En primer lugar está la complicación de que para algunos elementos, existen múltiples isótopos. Diferentes isótopos tienen el mismo número de protones pero diferentes números de neutrones. Por ejemplo, el peso atómico del Cloro es de 35.45 amu. Esto se debe en gran parte a que en la naturaleza, encontramos Cloro en dos isótopos: Cl-35 y Cl-37, con 35 y 37 nucleones totales respectivamente. Sin embargo, hay una segunda complicación. ¡La masa de un núcleo no es exactamente igual a la suma de las masas de los protones y neutrones que lo componen! Cada núcleo tiene lo que se llama una energía de unión. Esta energía de unión es equivalente a los 13.6eV de energía que mantiene un electrón sobre un átomo de hidrógeno. Es la energía total para todos los nucleones en sus estados unidos, y es negativa para un núcleo estable. Esta energía de unión es quitada de la masa efectiva del núcleo, utilizando la conversión\(E=m c^{2}\). De hecho, ¡exactamente lo mismo es cierto para los átomos! Sin embargo, la energía de unión en comparación con la masa de los átomos es algo así como una parte en mil millones, por lo que como tal cuando se trata de reacciones químicas y otras transiciones electrónicas, podemos aproximar la masa como conservada. La energía nuclear vinculante puede obtener hasta un poco por ciento de la masa total. (Es esta diferencia la que hace que la energía nuclear sea mucho más eficiente, en términos de energía producida por masa de combustible utilizada, que la energía química).