Mass spectrometry | Atomic structure and properties | AP Chemistry | Khan Academy

Summary

En este video, el instructor explica cómo los químicos identifican y miden los isótopos de los elementos usando la espectrometría de masas. Este proceso implica ionizar las moléculas del elemento, acelerarlas y hacerlas pasar a través de un campo magnético. Los isótopos se desvían de diferentes maneras según su masa, lo que permite a los científicos medir su abundancia relativa. Los resultados se muestran en un espectro de masas, donde se indica la masa atómica y la abundancia relativa de cada isótopo. Esta técnica es fundamental para entender la composición de los elementos en la naturaleza.

Takeaways

• 😀 Los isótopos son versiones diferentes de un mismo elemento, con el mismo número de protones pero diferente número de neutrones.
• 😀 La masa atómica de los isótopos puede variar debido a la diferencia en el número de neutrones.
• 😀 Los químicos utilizan la espectrometría de masas para identificar los isótopos y sus abundancias relativas.
• 😀 La espectrometría de masas implica ionizar los átomos de una muestra utilizando bombardeo electrónico.
• 😀 El proceso de ionización convierte los átomos en iones cargados que luego se aceleran mediante placas eléctricas.
• 😀 Los iones cargados son desviados por un campo magnético; los iones más pesados se desvían menos que los más ligeros.
• 😀 La cantidad de desvío de los iones permite identificar la masa de cada isótopo.
• 😀 El detector mide la cantidad de iones que llegan a diferentes puntos, lo que indica la abundancia relativa de los isótopos.
• 😀 El gráfico resultante muestra la masa atómica de los isótopos en unidades de masa atómica unificada (uma).
• 😀 En algunos casos, los datos se presentan como la relación masa/carga, especialmente cuando los iones tienen cargas diferentes.
• 😀 En los cursos de química introductorios, generalmente se presentan los datos como masa atómica, y no se requiere ajustar la carga de los iones.

Q & A

¿Qué son los isótopos de un elemento?

Los isótopos de un elemento son versiones diferentes del mismo elemento químico que tienen el mismo número de protones, pero diferente número de neutrones, lo que resulta en diferentes masas atómicas.

¿Por qué los isótopos tienen diferentes masas atómicas?

Los isótopos tienen diferentes masas atómicas porque, aunque todos tienen el mismo número de protones, tienen un número diferente de neutrones, lo que afecta su masa.

¿Cómo descubren los químicos los diferentes isótopos de un elemento y su abundancia relativa?

Los químicos descubren los isótopos de un elemento y su abundancia relativa utilizando una técnica conocida como espectrometría de masas, que les permite analizar las diferentes versiones de un elemento y medir la cantidad de cada una.

¿En qué consiste la técnica de espectrometría de masas?

La espectrometría de masas implica bombardear una muestra con electrones para ionizar los átomos, acelerarlos a través de placas eléctricas, y luego pasarlos por un campo magnético para detectar cómo se desvían según su masa.

¿Qué efecto tiene el bombardear átomos con electrones en la muestra?

El bombardear átomos con electrones puede eliminar electrones de los átomos, lo que los ioniza, dándoles carga y permitiéndoles ser acelerados y deflectados en un campo magnético.

¿Qué sucede cuando los iones pasan por un campo magnético?

Cuando los iones pasan por un campo magnético, los iones con mayor masa se desvían menos, mientras que los iones con menor masa se desvían más, lo que permite separar y detectar los diferentes isótopos.

¿Cómo se utiliza la desviación de los iones para identificar los isótopos?

La desviación de los iones en un campo magnético depende de su relación masa/carga. Cuanto más pesada sea una partícula, menos se desviará, lo que permite identificar los isótopos según su masa atómica o relación masa/carga.

¿Qué tipo de información proporciona un espectro de masas?

Un espectro de masas proporciona información sobre los diferentes isótopos de un elemento, incluyendo sus masas y su abundancia relativa, es decir, qué porcentaje de cada isótopo está presente en una muestra.

¿Qué significa la relación masa/carga en espectrometría de masas?

La relación masa/carga es el cociente entre la masa del ion y su carga. Si un ion tiene una carga de +1, la relación masa/carga es igual a la masa atómica en unidades de masa atómica unificada (uma).

¿Qué revela el gráfico generado a partir de los resultados de la espectrometría de masas?

El gráfico generado muestra los diferentes isótopos de un elemento y su abundancia relativa. En el eje horizontal se representa la masa atómica, mientras que la intensidad de la señal indica la cantidad de cada isótopo presente en la muestra.