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Isótopos y masa atómica

Isotopes & Atomic Mass

No todos los átomos de un mismo elemento pesan lo mismo. Los átomos con el mismo número de protones, y por tanto del mismo elemento, pero con distinto número de neutrones y, en consecuencia, distinto número másico se llaman isótopos, y la mayoría de los elementos naturales son una mezcla de isótopos en proporción fija. Por eso la masa atómica que figura en la tabla periódica no es la masa de un átomo concreto, sino una media ponderada que cuenta cada isótopo según su abundancia. El diagrama coloca los dos isótopos del cloro en los extremos de una palanca con el punto de apoyo en la masa atómica media, de modo que al cambiar la abundancia el apoyo se desplaza hacia el isótopo más común.

Mismo elemento, distinta masa

75 %
👀 La media leída en una palanca
①La pesa de la izquierda es ³⁵Cl y la de la derecha ³⁷Cl; la altura de cada pesa es la abundancia de ese isótopo
②El punto de apoyo está donde la palanca se equilibra, es decir, en la media ponderada: cada número másico por su abundancia, todo sumado
③Con un 75 % de ³⁵Cl el apoyo cae en 35,5, más cerca de 35 que del punto medio 36 (línea discontinua)
④Solo con un 50 % el apoyo queda justo en 36

Isótopos y masa atómica media

Isótopos
mismos protones, distintos neutrones ⇒ distinto número másico
Tienen el mismo número y la misma distribución de electrones, así que su química es igual; solo cambian la masa y las propiedades físicas ligadas a ella
Masa atómica media
masa atómica media = Σ (número másico × abundancia)
Las abundancias se ponen como decimales que suman 1; los porcentajes se dividen entre 100

Intuición de la media ponderada

⚖️ Se inclina hacia el más abundante
①La masa atómica media no es la media simple de los dos números másicos
②Cuantos más átomos aporta un isótopo, más pesa en la media y más tira del resultado hacia él
③Por eso la masa atómica del cloro en la tabla periódica es 35,45: en realidad el ³⁵Cl es alrededor del 75,8 % y las masas de los isótopos no son enteras, sino 34,97 y 36,97, de modo que el valor difiere un poco de 35,5
④La masa atómica media no es la masa de ningún átomo concreto: no existe ningún átomo de cloro de masa 35,45

Practícalo

Ejemplo 1
El cloro es un 75 % ³⁵Cl y un 25 % ³⁷Cl. Calcula su masa atómica media.
1
Pasa los porcentajes a decimales y multiplica cada número másico por su abundancia.
35 × 0,75 + 37 × 0,25
2
Suma los dos productos.
= 26,25 + 9,25 = 35,5
▸ 35,5
El resultado se acerca a 35, que supone el 75 %, y queda en 35,5, por debajo del punto medio 36. Es la misma posición del apoyo en el diagrama con un 75 %.
Ejemplo 2
Un elemento tiene un isótopo de número másico 10 (20 %) y otro de número másico 11 (80 %). Calcula su masa atómica media.
1
Pasa las abundancias a decimales y plantea la media ponderada.
10 × 0,2 + 11 × 0,8
2
Suma los dos productos.
= 2 + 8,8 = 10,8
▸ 10,8
El valor queda cerca de 11, el isótopo más abundante, y por encima del punto medio 10,5. El elemento es el boro (B), y su masa atómica en la tabla periódica es 10,81.

Resumen

Resultado clave
masa atómica media = Σ (número másico × abundancia)
Los isótopos solo difieren en el número de neutrones; la masa atómica es la media ponderada por abundancia
Tipo de examen CSAT 2020 Ciencias (Química I), adaptado
El cobre es un 70 % ⁶³Cu y un 30 % ⁶⁵Cu. ¿Cuál es su masa atómica media?
①63
②63,6
③64
④64,4
⑤65
▸ ② 63,6
1
Pasa las abundancias a decimales y plantea la media ponderada.
63 × 0,7 + 65 × 0,3
2
Suma los dos productos. El resultado debe quedar más cerca de 63, el isótopo más abundante.
= 44,1 + 19,5 = 63,6
🎯 Puntos de examen
①Los isótopos tienen el mismo número de protones y distinto número de neutrones (número másico)
②Su configuración electrónica coincide, así que su química es la misma
③masa atómica media = Σ (número másico × abundancia)
④La respuesta debe quedar del lado del isótopo más abundante; si no, revisa las cuentas
⑤Divide los porcentajes entre 100 para obtener decimales antes de multiplicar

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