Peso Atómico y Molecular

PESO ATOMICO Y MOLECULAR

La materia en sus varias formas esta compuesta por átomos. Los compuestos están formados por la combinación de uno o más de estos átomos, bien sean del mismo tipo o de diferentes tipos. Así dos átomos de oxigeno se combinaran para formar una molécula de oxigeno; una molécula de acido clorhídrico (HCL) esta formada por un átomo de hidrogeno y un átomo de cloro.

El oxigeno puede aparecer en tres formas: 1.- Oxigeno atómico (O); 2.-Oxigeno ordinario (O2); y 3.- Ozono (O3). Suponga que tomamos una botella y podemos sellarla. Primero medimos el peso de la botella luego de hacer vacío total, y luego la pesamos después de llenarla con oxigeno atómico, oxigeno ordinario y ozono a las mismas condiciones de presión y temperatura. Al hacer eso encontraríamos que el oxigeno ordinario (O2) pesa el doble que el oxigeno atómico (O) y que el ozono (O3) pesa tres veces mas que el oxigeno atómico (O). Para que lo anterior se cumpla deben existir el mismo número de moléculas en todos los casos, y el ozono (O3) pesa tres veces mas que el oxigeno atómico, no porque existan tres veces mas moléculas de ozono, sino porque la molécula de ozono pesa tres veces mas que el oxigeno atómico.

Esto nos lleva a una importante conclusión: Iguales volúmenes de diferentes gases bajo las mismas condiciones de presión y temperatura contienen el mismo número de moléculas.

Una molécula es la unidad más pequeña de un compuesto que retiene las propiedades de ese compuesto. Por ejemplo, una molécula de cloruro de sodio, representada por Nacl; una molécula de agua representada por H2O.

Un elemento es una sustancia que no puede ser descompuesta en otras sustancias. Algunos de los elementos que forman parte de la vida diaria incluyen oxigeno, cloro, hierro, nitrógeno, carbono, etc.

Un compuesto es una sustancia formada por dos o más elementos combinados químicamente en una proporción definida. Hay alrededor de 10 millones de compuestos conocidos, incluyendo el agua, amoniaco, sal, etc. Los elementos que forman el compuesto solo pueden ser separados por medios químicos y no por medios físicos.

Peso Atómico

La masa relativa de los átomos es expresada en términos de unidades atómicas en una escala de peso atómico. En este sistema, una unidad de masa atómica (uma) es definida exactamente como 1/12 de la masa de un átomo especifico de Carbono, llamado carbono 12 12C. Un átomo de carbono 12 tiene exactamente una masa de 12 uma. Anteriormente se utilizaba como patrón el oxigeno 16.

Los pesos atómicos de los demás elementos se determinan comparándolos con el peso atómico del carbono 12. Un átomo promedio de calcio Ca tiene un peso atómico de 40.078 uma, tres y un tercio mas pesado que el carbono 12. El helio, He, tiene un peso atómico de 4.00260, un tercio del peso del carbono 12.

Para el trabajo de laboratorio o en la vida diaria no es muy conveniente utilizar unidades de masa atómica, por lo que se usan para cantidades de masa el gramo, el kilogramo, la libra, etc. Adicionalmente se ha definido una unidad de medición muy importante llamada mol, que de acuerdo a las unidades de masa utilizadas puede llamarse como libra-mol, gramo-mol, etc.

Un mol de cualquier compuesto es el número de unidades de peso igual al peso molecular del compuesto. Si estamos utilizando gramos entonces 16.04 gramos representarían un gramo-mol de metano (CH4). Si estamos trabajando en libras, entonces, 16.04 libras de metano representaran una libra-mol de metano.

Un mol también puede ser definido como la cantidad de sustancia que tiene igual cantidad de partículas (átomos, moléculas) que las presentes en exactamente 12 gramos (o libras) de carbono 12. Este número de partículas es 6.022 x 1023 cuando la masa es expresada en gramos y es llamado número de Avogadro.

En el caso de que la masa se exprese en libras un mol representa 6.022 x 1023 x 454 igual a 2.733 x 1026 moléculas por libra-mol.

Un mol es análogo a una docena. Así como una docena siempre representa 12 objetos, un mol siempre representa 6.022 x 1023 objetos. Hay 6.022 x 1023 átomos de calcio (un mol de átomos de calcio) en 40.78 gramos de calcio. Hay 6.022 x 1023 átomos de helio (un mol de átomos de helio) en 4.00260 gramos de helio.

Ejemplo 1

Calcular el numero de moles y el numero de átomos en 0.00426 gramos de átomos de neón. El peso atómico del neón es 20.18. Esto significa que un átomo promedio de neón tiene una masa de 20.18 uma o que un gramo-mol de neón tiene una masa de 20.18 gramos.

0.00426 grsNeclip_image002

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Ejemplo 2

Calcular el peso molecular del agua (H2O)

Elemento Numero de átomos Peso atómico

uma

Contribución

uma

H 2 X 1.0079 = 2.0158
O 1 X 15.9994 = 15.9994
Peso

Molecular

= 18.0152
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