La masa atómica

¿Cuánto pesa un átomo? Si pudiéramos pesar un solo átomo de hidrógeno en escalas supersensibles, se leería 1,7 cuatrillones de un gramo. Mientras que los átomos más pesados darían una lectura de medio cuatrillón de un gramo. Hablar de la masa de un átomo en gramos no es nada práctico. Necesitamos emplear otra unidad, una que denote una masa muy pequeña.

Una de estas unidades viene a ser la unidad de masa atómica unificada, cuyo símbolo es una u minúscula. Definidos en unidades de masa atómica, los átomos pesan entre alrededor de una u y trescientas u. Estos números son un poco más fáciles para trabajar. Hay una forma rápida de hallar aproximadamente cuántas «u» pesa un átomo. Este átomo tiene tres protones, cuatro neutrones y tres electrones.

Es un átomo de litio-7. El número siete indica cuántas partículas hay en el núcleo. Es el número de masa del átomo. La masa de cada partícula nuclear, expresada en unidades de masa atómica, es de casi exactamente una u. Esto significa que un núcleo con tres protones y cuatro neutrones pesa unas 7 u. ¿Qué pasa con los tres electrones?

En realidad, son tan ligeros que no afectan tanto a la masa atómica. Cada electrón pesa solo media milésima parte de una u. Por tanto, la masa atómica de todo el átomo de litio-7 sigue estando muy cerca de 7 u. Para determinar la masa aproximada de un átomo en «u», basta con saber el número de partículas nucleares en el átomo. Las dos expresiones (número de masa y masa atómica) suenan de forma similar, pero significan cosas diferentes.

El número de masa es el número de partículas en el núcleo. Este es siempre un número entero, ya que no hay medios protones ni cuartos de neutrones. La masa atómica es cuánto pesa el átomo. Casi nunca es un número entero, a menos que se redondee al entero más cercano. El número de masa para un átomo de litio con siete partículas nucleares es exactamente siete, mientras que su masa atómica es de 7,016 u.

Aquí vemos otro átomo del mismo elemento, el litio. Este también tiene tres protones, pero solo tres neutrones, lo que quiere decir que su número de masa es seis y la masa atómica es de unas 6 u. El litio-7 y el litio-6 son los únicos isótopos del litio que existen en la naturaleza. Casi todos los átomos de litio, el 92 por ciento de ellos, constituyen el isótopo de litio-7 más pesado. El resto son litio-6.

Esto hace que la masa media de los átomos de litio se acerque a 7 u. Podemos buscar la masa atómica media de todos los elementos en la tabla periódica. Cuando observamos el cuadro del litio, vemos que su masa atómica es de 6,94 u. Ninguno de los átomos de litio pesa 6,94 u: la masa es 7,016 o 6,015 u. La masa media de los isótopos de litio es 6,94 unidades de masa atómica.

Entonces, ¿cuánto pesa un átomo? La respuesta es: tantas unidades de masa atómica como el número de masa del átomo. Cuando un elemento tiene más de un isótopo, empleamos la masa media de sus isótopos.