En la física de partículas, el número másico de un átomo es la suma del número de protones y neutrones en el núcleo atómico, es decir, de todos los nucleones. En este caso, el número de electrones alrededor del núcleo no se tienen en cuenta.
Los nucleones pueden ser neutrones y protones que son las dos partículas subatómicas que forman el núcleo de un átomo.
El valor del número de masa se puede calcular con la siguiente fórmula:
Número másico (A) = número atómico (Z) + número de neutrones (N).
No hay que confundir número atómico de un elemento con el número másico. En este caso, el número atómico es el número que indica únicamente el número de protones en el núcleo.
Representación del número másico
El número de masa de un átomo se representa como un superíndice a la izquierda del símbolo del elemento, por ejemplo, 206Pb. También se usa la notación Pb-206.
Este calor se puede representar con la letra A (que proviene de alemán Atomgewicht). En la tabla periódica de los elementos químicos figura la masa atómica del isótopo más estable.
Masa atómica relativa
Por otro lado, la masa atómica (relativa) de un elemento es un promedio ponderado sobre los números de masa de los isótopos del elemento. La ponderación se basa en la presencia relativa de los isótopos en la naturaleza.
El peso atómico estándar es la relación de la masa atómica promedio de los diferentes isótopos de ese elemento (ponderado por la abundancia) a la unidad de masa atómica unificada.
Unidad de la masa atómica
Para expresar la masa de átomos y moléculas se utilizan las unidades uma (unidad de masa atómica unificada. La uma es una unidad estándar de masa definida como la duodécima parte (1/12) de la masa de un átomo de carbono-12, no enlazado y neutro en su estado fundamental. Por lo tanto, la masa atómica de un átomo de carbono es de 12 uma.
Diferencia entre número másico y masa atómica
De acuerdo con la definición de número másico, éste es la suma de los protones y neutrones de un átomo. Sin embargo, no todos los átomos de un mismo elemento químico tienen el mismo número de neutrones, como sucede por ejemplo con el uranio.
En cambio, la masa atómica es un valor promedio que considera los diferentes isótopos del elemento y sus abundancias relativas.
Importancia del número másico
Esta propiedad es esencial por varias razones:
Determinación de la identidad del elemento
El número másico es una característica única de cada isótopo de un elemento. Cambiar el número másico cambiará la identidad del isótopo y, por lo tanto, del elemento en sí. Esto es importante para clasificar y distinguir los diferentes elementos en la tabla periódica.
Propiedades químicas y reactividad
Aunque el número másico no influye directamente en las propiedades químicas de un átomo (que están principalmente relacionadas con su configuración electrónica), sí tiene un impacto indirecto en la estabilidad y reactividad de un isótopo.
Los isótopos con números másicos muy altos o muy bajos en comparación con el promedio pueden ser inestables y sufrir desintegración radiactiva, lo que puede influir en cómo interactúan con otros átomos en reacciones químicas.
Masas atómicas relativas
El número másico también se utiliza para calcular la masa atómica relativa de un elemento en función de sus isótopos y sus abundancias relativas en la naturaleza. Esta información es importante en química y física para cálculos estequiométricos y en diversas aplicaciones científicas.
Aplicaciones en la física nuclear
En física nuclear, el número másico es un factor clave en la estabilidad y las propiedades nucleares de los núcleos atómicos. Afecta la energía de enlace nuclear, que es fundamental para comprender la fisión, la fusión nuclear y otros procesos nucleares.
Datación radiactiva
La desintegración radiactiva de ciertos isótopos está directamente relacionada con sus números másicos. Estos procesos se utilizan en la datación radiactiva para determinar la edad de materiales arqueológicos, geológicos y ambientales, lo que proporciona información valiosa sobre la historia de la Tierra y otros objetos celestes.
Tecnología y aplicaciones industriales
La comprensión de los números másicos y las propiedades de los isótopos es esencial en aplicaciones tecnológicas como la generación de energía nuclear, la medicina nuclear, la radioterapia y la inspección por radiografía.
Ejemplos de números másicos
A continuación se muestra una tabla con algunos isótopos relevantes en el contexto de la energía nuclear, junto con sus números atómicos y números másicos:
|
Isótopo |
Símbolo |
Número Atómico (Z) |
Número Másico (A) |
|
Uranio-235 |
U-235 |
92 |
235 |
|
Uranio-238 |
U-238 |
92 |
238 |
|
Plutonio-239 |
Pu-239 |
94 |
239 |
|
Plutonio-240 |
Pu-240 |
94 |
240 |
|
Torio-232 |
Th-232 |
90 |
232 |
|
Estroncio-90 |
Sr-90 |
38 |
90 |
|
Cesio-137 |
Cs-137 |
55 |
137 |
|
Tritio (H-3) |
H-3 |
1 |
3 |
|
Deuterio (H-2) |
H-2 |
1 |
2 |
|
Helio-4 |
He-4 |
2 |
4 |
|
Neptunio-239 |
Np-239 |
93 |
239 |
Estos isótopos son importantes en la energía nuclear debido a sus propiedades de fisión, fusión, y radioactividad, que son fundamentales para la generación de energía eléctrica y otras aplicaciones nucleares.