El concepto de masa molecular, al igual que los conceptos de masa molar y masa atómica o la estructura de un átomo, es otro de los conceptos básicos que hay que aprender para entender correctamente el mundo de la química. Las moléculas de los compuestos químicos tienen una masa extremadamente baja. Probar la estructura y las propiedades de los elementos y compuestos químicos no es tan fácil. Si conocemos la masa molecular, no solo podemos especificar el peso de un elemento dado, sino también determinar las proporciones de masa de los elementos en los compuestos o indicar su contenido a modo de porcentaje.
¿Qué es la masa molecular?
La masa molecular de un compuesto químico es el total de masas atómicas de los elementos que componen el compuesto. La masa molecular de una sola molécula de un compuesto químico dado depende de de qué y cuántos átomos se compone. Las masas moleculares de los elementos y compuestos químicos se expresan en unidades (u). Las masas atómicas absolutas son extremadamente bajas, como 10 -24 g. Por tanto, para facilitar la determinación de las masas moleculares y evitar tener que lidiar con unidades poco manejables, han introducido una nueva unidad de masa atómica (u), que se define como 1/12 de la masa del isótopo de carbono nucleido 12 C.
Masa atomica
Para determinar correctamente la masa molecular de un compuesto químico, primero debemos conocer la masa atómica de los elementos que lo componen. La masa de los elementos químicos normalmente se expresa en unidades de masa atómica (u). Lo que es importante, la mayoría de los elementos químicos que existen en la Tierra son mezclas de varios isótopos. Los isótopos son variantes de un mismo elemento químico que tienen un número atómico constante (sus núcleos contienen el mismo número de protones) pero difieren en número de masa (tienen diferente número de neutrones). Al determinar la masa atómica de un solo elemento químico, debemos considerar el porcentaje de isótopos de ese elemento. La masa atómica es una característica única de cada elemento. Es importante destacar que no hay dos elementos químicos con la misma masa atómica. Por esta razón, esta propiedad se puede utilizar para identificar elementos. La masa atómica de cada elemento se puede leer en la tabla periódica.
Masa molecular de los elementos
Algunos elementos químicos, como el nitrógeno, el hidrógeno, el oxígeno, el flúor, el bromo, el yodo o el cloro , existen en forma de moléculas diatómicas. No existen como átomos individuales. En este caso, es apropiado utilizar el término ‘masa molecular de un elemento’.
¿Cómo determinamos la masa molecular de los elementos y compuestos químicos?
Para determinar correctamente la masa molecular, ya sea de elementos o compuestos, primero debemos conocer la fórmula molecular. Luego, utilizando la masa molecular y la fórmula química, podemos, por ejemplo, establecer la participación de cada elemento en la masa de la molécula completa. Si tratamos con un elemento diatómico, la determinación de su masa molecular se basa en la masa atómica de un solo átomo de ese elemento. El valor debe dividirse por dos. Por ejemplo, la masa molecular del nitrógeno (N 2 ) es de 28 unidades, ya que la masa de un solo átomo de nitrógeno es de 14 unidades. Se utiliza un procedimiento similar para los compuestos químicos. ¿Cómo establecer su masa molecular?
- Determine la fórmula química del compuesto cuya masa molecular desea definir,
- especificar los elementos incluidos en el compuesto e indicar la cantidad de cada elemento,
- determinar las masas atómicas de cada elemento,
- si la molécula contiene más de un átomo de un elemento específico, multiplique su masa atómica por ese valor,
- sumar las masas atómicas de todos los elementos.
Masa molecular frente a masa molar
El método de cálculo de la masa molecular de los compuestos químicos también se utiliza para determinar su masa molar. La masa molar se usa comúnmente para cálculos estequiométricos, ya que usar el mol como unidad hace posible aplicar el proceso en una escala macro. El mol es la unidad de cantidad de sustancia, una unidad básica en el sistema SI. Un mol equivale a 6,022141*10 23 elementos (que pueden ser átomos, iones o moléculas). La masa molar es la masa de un mol de una sustancia específica. Tiene el mismo valor numérico que la masa molecular, pero debemos recordar que tiene una unidad completamente diferente. Mientras que la masa molecular se expresa en unidades (u), la masa molar de un compuesto se expresa en gramos por mol (g/mol). Además, la masa molecular se refiere a la masa de una sola molécula. Es diferente en el caso de la masa molar. La masa molar también expresa masa, pero con referencia a un solo mol (6.022141*10 23 elementos).
¿Para qué necesitamos la masa molecular?
La masa molecular de un compuesto químico nos permite:
- determinar la masa de un compuesto químico dado. El valor en unidades se puede convertir a gramos si conocemos la siguiente dependencia: 1 u = 1.66 * 10 -24 g;
- determinar la relación de masa de cada elemento incluido en el compuesto químico. La relación de masa se define como la relación de masas atómicas de los elementos contenidos en el compuesto;
- calcular la participación en masa, es decir, el porcentaje de elementos en el compuesto químico. Se calcula en base a la relación de masas atómicas en la estructura más pequeña de un compuesto químico a la masa molecular de ese compuesto, multiplicada por 100%.
