Masa atómica, número atómico y peso atómico | Significado, Diferencias y ejemplo

Publicado el 1 julio, 2025 por Rodrigo Ricardo

Química

En el estudio de la química y la física, los átomos son la base fundamental de toda la materia que nos rodea. Para comprender su estructura y comportamiento, es esencial familiarizarse con conceptos clave como el número atómico, la masa atómica y el peso atómico. Aunque estos términos pueden parecer similares, cada uno tiene un significado distinto y desempeña un papel crucial en la identificación y clasificación de los elementos químicos.

En este artículo, exploraremos en profundidad qué representa cada uno de estos conceptos, cuáles son sus diferencias fundamentales y cómo se aplican en ejemplos prácticos. Además, analizaremos por qué son tan importantes en disciplinas como la química, la física nuclear e incluso en aplicaciones industriales y médicas.

1. ¿Qué es el Número Atómico?

El número atómico es uno de los conceptos más básicos y fundamentales en la química. Se representa con el símbolo Z y se define como el número de protones presentes en el núcleo de un átomo. Dado que los protones tienen carga positiva, el número atómico también determina la carga nuclear del átomo y, por lo tanto, su identidad química.

Importancia del Número Atómico

Identifica el elemento: Cada elemento en la tabla periódica tiene un número atómico único. Por ejemplo, el hidrógeno tiene Z = 1, el carbono Z = 6 y el oxígeno Z = 8.
Determina la configuración electrónica: El número de electrones en un átomo neutro es igual al número atómico, lo que influye en las propiedades químicas del elemento.
Ordena la tabla periódica: Los elementos están organizados en orden creciente según su número atómico, lo que permite predecir tendencias periódicas como la electronegatividad y el radio atómico.

Ejemplo del Número Atómico

Tomemos el caso del sodio (Na):

Número atómico (Z) = 11 → Tiene 11 protones en su núcleo.
En estado neutro, también tendrá 11 electrones distribuidos en sus capas electrónicas.

Si un átomo de sodio pierde un electrón, se convierte en un ion positivo (Na⁺), pero su número atómico sigue siendo 11, ya que el número de protones no cambia.

2. ¿Qué es la Masa Atómica?

La masa atómica (también conocida como masa isotópica) se refiere a la masa de un átomo específico de un elemento, expresada en unidades de masa atómica (uma). Una uma se define como 1/12 de la masa de un átomo de carbono-12, lo que equivale aproximadamente a 1.6605 × 10⁻²⁴ gramos.

A diferencia del número atómico, que es un valor entero fijo, la masa atómica puede variar ligeramente debido a la presencia de isótopos (átomos del mismo elemento con diferente número de neutrones).

Cálculo de la Masa Atómica

La masa atómica de un átomo se compone principalmente de la suma de las masas de sus protones y neutrones, ya que los electrones contribuyen muy poco (su masa es aproximadamente 1/1836 de la de un protón).

La fórmula básica es:

[{eq}\text{Masa atómica} \approx \text{Número de protones} + \text{Número de neutrones}{/eq}]

Ejemplo de Masa Atómica

Consideremos el carbono-12 y el carbono-14:

Carbono-12 (¹²C):
Protones: 6
Neutrones: 6
Masa atómica ≈ 12 uma
Carbono-14 (¹⁴C):
Protones: 6
Neutrones: 8
Masa atómica ≈ 14 uma

Ambos son isótopos del carbono, pero tienen masas atómicas diferentes debido a la variación en el número de neutrones.

3. ¿Qué es el Peso Atómico?

El peso atómico (o masa atómica relativa) es un concepto relacionado pero distinto de la masa atómica. Representa el promedio ponderado de las masas atómicas de todos los isótopos naturales de un elemento, teniendo en cuenta su abundancia relativa en la Tierra.

A diferencia de la masa atómica de un solo isótopo, el peso atómico es el valor que comúnmente aparece en la tabla periódica y es más útil para cálculos químicos generales.

Cálculo del Peso Atómico

El peso atómico se calcula mediante la siguiente fórmula:

[{eq}\text{Peso atómico} = \sum (\text{Masa del isótopo} \times \text{Abundancia natural}){/eq}]

Ejemplo del Peso Atómico

El cloro (Cl) tiene dos isótopos naturales:

Cloro-35 (³⁵Cl): Masa = 34.9689 uma, Abundancia = 75.77%
Cloro-37 (³⁷Cl): Masa = 36.9659 uma, Abundancia = 24.23%

El peso atómico del cloro se calcula como:

[{eq}\text{Peso atómico} = (34.9689 \times 0.7577) + (36.9659 \times 0.2423) \approx 35.453 \text{ uma}{/eq}]

Este valor (35.453) es el que aparece en la tabla periódica para el cloro.

4. Diferencias Clave Entre Número Atómico, Masa Atómica y Peso Atómico

Concepto	Definición	Símbolo	Ejemplo (Oxígeno)
Número atómico	Número de protones en el núcleo. Determina la identidad del elemento.	Z	Z = 8 (8 protones)
Masa atómica	Masa de un átomo específico (isótopo), basada en protones + neutrones.	–	¹⁶O ≈ 16 uma, ¹⁸O ≈ 18 uma
Peso atómico	Promedio ponderado de las masas de todos los isótopos naturales del elemento.	–	15.999 uma (tabla periódica)

Resumen de Diferencias

Número atómico (Z): Solo cuenta protones, es un valor entero y fijo para cada elemento.
Masa atómica: Se refiere a la masa de un isótopo específico (protones + neutrones).
Peso atómico: Es un promedio de las masas de todos los isótopos naturales según su abundancia.

5. Aplicaciones y Relevancia en la Ciencia

Estos conceptos no son solo teóricos; tienen aplicaciones prácticas en:

Medicina: Los isótopos radiactivos como el carbono-14 se usan en datación arqueológica, mientras que el yodo-131 se emplea en tratamientos de cáncer.
Energía nuclear: La fisión del uranio-235 depende de su masa atómica y estructura nuclear.
Química analítica: El peso atómico es esencial para cálculos estequiométricos en reacciones químicas.

Conclusión

Entender la diferencia entre número atómico, masa atómica y peso atómico es crucial para cualquier estudiante o profesional de las ciencias. Mientras que el número atómico define la identidad de un elemento, la masa atómica se refiere a isótopos individuales y el peso atómico es un promedio útil para trabajos químicos.

Estos conceptos, aunque relacionados, cumplen funciones distintas en la clasificación y estudio de la materia, demostrando la riqueza y complejidad del mundo atómico.