El hidrógeno tiene solo un protón y no tiene neutrones. Entonces, ¿cómo puede su número de masa ser 1.008?

Hay varias ideas estrechamente relacionadas que se enredan cuando hablamos de la masa atómica de un elemento, y esa confusión es lo que está causando que estés (bastante comprensiblemente) confundido aquí.

Hay varias ideas estrechamente relacionadas asociadas con los átomos, algunas lo suficientemente sutiles como para que no me preocupe por ellas aquí, aunque otro respondedor podría ampliarlas de maneras que serían útiles.

Por ahora consideremos de qué podemos estar hablando cuando hablamos de masa atómica / número de masa atómica / masa molar.

Lo primero en lo que está pensando, la cantidad de protones (y neutrones) en un nucleido es importante para identificar qué es ese nucleido. Entonces lo usamos directamente como parte del nombre. Hidrógeno-1 o Carbono-14 o Plomo-210 son todas formas de describir un tipo específico de núcleo. El carbono 14 tiene el 14 porque tiene 14 nucleones (6 protones y 8 neutrones). Veo esto más a menudo referido como el número de masa atómica, o simplemente el número de masa. Esa es la primera idea en la que estás pensando.

Pero la masa real de un núcleo es más compleja que eso. Por un lado, los neutrones tienen una masa diferente a la de los protones. Por otro lado, la masa del núcleo no es la misma que la masa total de los protones y los neutrones que la forman: la masa del núcleo es en realidad menor. (ver ¿Por qué el núcleo de un átomo tiene menos masa que la suma de sus protones y neutrones?)

Eso significa que la masa real (en, digamos, gramos) de un solo núcleo no será un múltiplo entero de nada. Si llamaras al hidrógeno-1 exactamente 1 unidad H (como se hizo en un punto), entonces el Carbono-12 tendría una masa de 11.907 unidades H, y el uranio-238 tendría una masa de 236.203 unidades-H. No enteros seguro!

Pero necesitamos elegir alguna unidad. ¡Idealmente no uno donde la masa del U-238 sea 236! Después de probar diferentes cosas y mucho debate, se tomó la decisión (bastante universal) de definir que el Carbono-12 fuera exactamente 12 “unidades de masa atómica” (u)

Eso hace que la masa de H-1 sea aproximadamente 1.008, la masa de carbono-12 exactamente 12 y la masa de U-238 aproximadamente 238.051

Inmediatamente puede ver una ventaja … usando estas unidades, la masa de un isótopo es aproximadamente el número de masa. Eso es bastante útil y hace que las cosas sean más fáciles de recordar y trabajar (y hace que las buenas aproximaciones sean bastante sencillas). ¡Y se siente mejor!

Como podemos medir la masa de átomos de C-12 bastante bien, podemos determinar cuál es u en kg … es [matemática] 1.660539040 (20) \ multiplicado por 10 ^ {- 27} [/ matemática] kg en la versión actual de SI, aunque se redefinirá como un número específico si se adopta la propuesta más reciente para reformar ese sistema. Pero esa es otra historia!

Como última nota, el otro número que a veces verá que parece un número de masa es la “masa molar”, que es la masa de un mol de la sustancia con la mezcla habitual de isótopos presentes (esto no está realmente bien definido ) Este es el número que usaría si estuviera haciendo una reacción química, en lugar de nuclear, donde desea saber aproximadamente cuántas moléculas hay de un elemento (en la mezcla habitual de isótopos y abundancias).

Debido a que el hidrógeno es 99.988% H-1 (masa = 1.00783 u), 0.012% H-2 (masa = 2.01410 u) tiene una masa molar apenas un tono más alto que H-1 (= 1.00797). Entonces, si tuviera un mol de átomos de hidrógeno, porque contenía principalmente H-1 pero algo de H-2, usaría el número ajustado para incluir la mezcla.

La magia del número de Avogadro ([matemática] 6.022 \ veces 10 ^ {23} [/ matemática]) es simplemente que es el número de unidades de masa atómica en un gramo. ¡Por lo tanto, es una conversión de unidad útil y nada mágica!

TL / DR: el número de protones y neutrones es solo aproximadamente igual a la masa del núcleo en unidades de masa atómica. Esto se debe a que la masa de un núcleo no es igual a la suma de sus partes, sino que cambia para diferentes núcleos en función de la energía liberada cuando se forman.

El número de masa es la suma de protones y neutrones en un átomo. ¡Estás en lo correcto! Misa no. del átomo de H es exactamente 1 (un protón + neutrón cero). Con referencia a su enlace, los términos masa atómica relativa y masa atómica se usan indistintamente SOLO CUANDO UTILIZAMOS AMU. El uso sinónimo de masa atómica y masa atómica relativa es incorrecto ya que la masa atómica tiene dimensión [M] pero la masa atómica relativa es adimensional. Pero es en la práctica y las personas también le dan este factor de conversión:
1 amu = 1.66054 * 10 ^ -27 kg
En realidad, la masa atómica relativa no es más que la relación de la masa atómica estándar de ese átomo a 1/12 de la masa atómica del isótopo C-12.

Masa atómica estándar de hidrógeno = 1.6737236 × 10 ^ -27 kg
Masa atómica de 1/12 de isótopo C-12 = 1.66208184 * 10 ^ -27 kg
dividirlos: 1.00700432417
así que no tiene dimensiones, pero por diversión, ¡le damos una unidad (amu)! Unidad de masa atómica o simplemente Unidad!

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