4.17: Número Masivo

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¿Cómo se puede determinar la masa de un químico?

A menudo, un estudiante necesitará pesar un químico para un experimento. Si usa un vidrio de reloj (una pieza pequeña y redonda que sujetará el químico sólido), primero se debe determinar el peso del vidrio del reloj. Después se agrega el sólido al vidrio y se mide el peso del vidrio más el sólido. La lectura de saldo será el total del vidrio más el químico.

Historia de las determinaciones del peso atómico

Como parte de su investigación sobre los átomos, John Dalton determinó una serie de pesos atómicos de elementos a principios del siglo XIX. Los pesos atómicos fueron la base para la tabla periódica que desarrolló Mendeleev. Originalmente todos los pesos atómicos se basaban en una comparación con el hidrógeno, que tiene un peso atómico de uno. Después del descubrimiento del protón, los científicos asumieron que el peso de un átomo era esencialmente el de los protones; se sabía que los electrones no contribuían casi nada al peso atómico del elemento.

Este enfoque funcionó hasta que aprendimos a determinar el número de protones en un elemento. Luego vimos que el peso atómico de un elemento era a menudo el doble del número de protones (o más). El descubrimiento del neutrón proporcionó la parte faltante de la imagen. Ahora se sabe que la masa atómica es la suma de los protones y neutrones en el núcleo.

Número Masivo

Rutherford demostró que la gran mayoría de la masa de un átomo se concentra en su núcleo, el cual está compuesto por protones y neutrones. El número de masa se define como el número total de protones y neutrones en un átomo. Se puede calcular sumando el número de neutrones y el número de protones (número atómico) juntos.

Número de masa = número atómico + número de neutrones

Considerar Tabla\(\PageIndex{1}\) a continuación que muestra datos de los primeros seis elementos de la tabla periódica.

Tabla\(\PageIndex{1}\): Átomos de los primeros seis elementos
Nombre	Símbolo	Protones	Neutrones	Electrones	Número atómico	Número Masivo
Hidrógeno	\(\ce{H}\)	1	0	1	1	1
Helio	\(\ce{He}\)	2	2	2	2	4
Litio	\(\ce{Li}\)	3	4	3	3	7
Berilio	\(\ce{Be}\)	4	5	4	4	9
Boro	\(\ce{B}\)	5	6	5	5	11
Carbono	\(\ce{C}\)	6	6	6	6	12

Considera el elemento helio. Su número atómico es 2, por lo que tiene dos protones en su núcleo. Su núcleo también contiene dos neutrones. Ya que\(2 + 2 = 4\), sabemos que el número de masa del átomo de helio es 4. Finalmente, el átomo de helio también contiene dos electrones ya que el número de electrones debe ser igual al número de protones. Este ejemplo puede llevarte a creer que los átomos tienen el mismo número de protones y neutrones, pero un examen más detallado de la tabla anterior demostrará que este no es el caso. El litio, por ejemplo, tiene tres protones y cuatro neutrones, dejándolo con un número de masa de 7.

Conocer el número de masa y el número atómico de un átomo permite determinar el número de neutrones presentes en ese átomo por resta.

\[\text{Number of neutrons} = \text{mass number} - \text{atomic number}\nonumber \]

Ejemplo\(\PageIndex{1}\)

Los átomos del elemento cromo\(\left( \ce{Cr} \right)\) tienen un número atómico de 24 y un número másico de 52. ¿Cuántos neutrones hay en el núcleo de un átomo de cromo?

Solución

Para determinar esto, restas el número atómico del número de masa, como se muestra arriba:

\[52 - 24 = 28 \: \text{neutrons in a chromium atom}\nonumber \]

La composición de cualquier átomo se puede ilustrar con una notación taquigráfica usando el número atómico y el número másico. Ambos están escritos antes del símbolo químico, con el número de masa escrito como superíndice y el número atómico escrito como subíndice. El átomo de cromo discutido anteriormente se escribiría como:

\[\ce{^{52}_{24}Cr}\nonumber \]

Otra forma de referirse a un átomo específico es escribir el número de masa del átomo después del nombre, separado por un guión. El átomo anterior estaría escrito como cromo-52.

Resumen

El número de masa se define como el número total de protones y neutrones en un átomo.
El número de masa = número de neutrones + número atómico.

Revisar

¿Quién determinó primero los pesos atómicos para los elementos?
¿En qué se basaban los pesos atómicos originales?
¿Por qué los cálculos basados en números de protones no fueron válidos para determinar los pesos atómicos?
Un átomo de estaño tiene un número atómico de 50 y un número másico de 118. ¿Cuántos neutrones hay presentes en este átomo?
¿Cuál es el número de masa de un átomo de cobalto que tiene 27 protones y 30 neutrones?