isótopos y masa atómica relativa mapa conceptual

Comprender el tema

Los isótopos son átomos de un mismo elemento que comparten número atómico pero difieren en número másico por tener distinto número de neutrones. La masa atómica relativa que figura en la tabla periódica es un promedio ponderado por la abundancia natural de cada isótopo, expresada frente a la doceava parte del carbono-12. Este recurso explica el concepto, los isótopos del hidrógeno y del cloro, y el cálculo de la media ponderada.

Qué distingue a los isótopos entre sí
Los átomos de un mismo elemento tienen siempre el mismo número de protones, que define su número atómico y su identidad química. Lo que varía entre isótopos es el número de neutrones, de modo que cambia el número másico sin alterar el comportamiento químico esencial. Por eso el protio, el deuterio y el tritio reaccionan de forma muy parecida, aunque sus masas difieran. Las propiedades físicas que dependen de la masa, como la densidad o la velocidad de difusión, sí pueden diferir ligeramente entre isótopos del mismo elemento.

La masa atómica relativa como promedio ponderado
La masa atómica relativa de un elemento no coincide con la masa de ningún isótopo concreto en la mayoría de los casos: es un promedio ponderado por la abundancia natural de cada isótopo en la naturaleza. El cloro, con isótopos de masas aproximadas 35 y 37 y abundancias de unas tres cuartas partes y un cuarto respectivamente, da una masa atómica de unos 35,5. La escala de referencia es la doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12, y la unidad empleada es la unidad de masa atómica (u).

Isótopos estables y radiactivos
No todos los isótopos son estables: los radiactivos poseen núcleos inestables que se desintegran emitiendo partículas alfa o beta o radiación gamma, hasta alcanzar configuraciones más estables. El carbono-14, presente en pequeña proporción en la materia orgánica viva, decae de forma gradual tras la muerte del organismo, lo que permite datar restos arqueológicos dentro de ciertos límites temporales. El uranio-235 se emplea como combustible en reactores nucleares. La utilidad de cada isótopo depende de su vida media y del tipo de desintegración.

Cómo se determinan experimentalmente
Los datos de masas y abundancias isotópicas que aparecen en las tablas proceden principalmente de la espectrometría de masas. En esta técnica, los átomos o moléculas se ionizan y se aceleran mediante campos eléctricos; su trayectoria en un campo magnético depende de su relación masa-carga, lo que permite separar los isótopos y medir la cantidad de cada uno. A partir de esas medidas se calcula la masa atómica relativa. Comprender este método ayuda a ver la tabla periódica como el resultado de mediciones experimentales, no como valores teóricos exactos.