Masa atómica promedio e isótopos

Por Daniel (Ingeniería Química) · Actualizada el 27 de octubre de 2026 · 3 min de lectura

Si cada átomo tiene un número entero de protones y neutrones, ¿por qué la tabla periódica dice que el cloro pesa 35.45 y el cobre 63.55? Porque el número de la tabla no es la masa de un átomo: es el promedio ponderado de los isótopos de ese elemento tal como se encuentran en la naturaleza.

Qué es un isótopo

Los isótopos son átomos del mismo elemento (mismo número de protones) con distinto número de neutrones. El cloro natural es una mezcla de dos: el cloro-35, con 17 protones y 18 neutrones, y el cloro-37, con 17 protones y 20 neutrones. Químicamente se comportan casi igual, pero tienen masas distintas.

La masa de cada isótopo tampoco es exactamente un entero: el cloro-35 tiene 34.96885 u. La diferencia se debe a que la masa del protón y la del neutrón no valen exactamente 1 u y a la energía de enlace del núcleo, que se refleja como un pequeño defecto de masa.

El promedio ponderado

Cada isótopo contribuye según su abundancia, es decir, el porcentaje de átomos de ese tipo en una muestra natural:

masa atómica = Σ (masa del isótopo × abundancia fraccionaria)

Para el cloro, con 75.76 % de cloro-35 y 24.24 % de cloro-37:

34.96885 × 0.7576 + 36.96590 × 0.2424 = 26.492 + 8.961 = 35.453 u

El resultado está más cerca de 35 que de 37 porque el isótopo ligero es tres veces más abundante. Si fuera un promedio simple, daría 35.97, un valor que no corresponde a ninguna muestra real.

Segundo ejemplo: el cobre

El cobre natural tiene 69.15 % de cobre-63 (62.9296 u) y 30.85 % de cobre-65 (64.9278 u):

62.9296 × 0.6915 + 64.9278 × 0.3085 = 63.546 u

Ese es exactamente el valor de la tabla periódica, 63.546.

El problema inverso: calcular la abundancia

Si conoces la masa atómica promedio y las masas de dos isótopos, puedes despejar sus abundancias. El boro tiene una masa atómica de 10.81 y dos isótopos: boro-10 (10.0129 u) y boro-11 (11.0093 u). Llama x a la fracción de boro-10; la de boro-11 es 1 − x:

1. 10.0129x + 11.0093(1 − x) = 10.81
2. 11.0093 − 0.9964x = 10.81
3. x = 0.1993 ÷ 0.9964 = 0.200

El boro natural tiene 20.0 % de boro-10 y 80.0 % de boro-11. El despeje solo funciona con dos isótopos; con tres o más, el problema necesita un dato extra.

Por qué algunos elementos tienen masas entre corchetes

Los elementos radiactivos sin isótopos estables, como el tecnecio, el radón o el plutonio, no tienen una composición natural fija. En su lugar, la tabla da entre corchetes el número de masa del isótopo más estable. La calculadora de masa molar del sitio te avisa cuando usas uno de ellos.

Los isótopos como huella de origen

Las abundancias varían un poco según el origen de la muestra. El agua de lluvia de las zonas frías tiene menos oxígeno-18 que la de los trópicos, y el carbono de las plantas de maíz y caña tiene una proporción de carbono-13 distinta a la de otras plantas. Los laboratorios aprovechan esas pequeñas diferencias para detectar mieles adulteradas con jarabe de maíz, comprobar el origen de un tequila o reconstruir el clima del pasado con núcleos de hielo.