Figura. Isotopos del oxígeno

La imagen muestra tres isótopos del elemento oxígeno: oxígeno-16, oxígeno-17 y oxígeno-18. Todos ellos poseen 8 protones en el núcleo, lo que define químicamente al elemento como oxígeno, y 8 electrones distribuidos en dos capas electrónicas, manteniendo la neutralidad eléctrica del átomo. La diferencia fundamental radica en el número de neutrones: el oxígeno-16 tiene 8, el oxígeno-17 tiene 9 y el oxígeno-18 tiene 10. Este cambio en el número de neutrones modifica la masa atómica de cada isótopo, aunque sus propiedades químicas son prácticamente idénticas.

Estos isótopos ilustran cómo el número másico (suma de protones y neutrones) varía entre átomos de un mismo elemento. En el oxígeno-16, el número másico es 16; en el oxígeno-17, es 17; y en el oxígeno-18, es 18. Al multiplicar este número másico por la unidad de masa atómica o convertirlo a gramos por mol mediante la masa molar, se obtiene una estimación de la masa de cada isótopo. Sin embargo, esta estimación asume que protones y neutrones tienen la misma masa, lo que no es exacto debido a pequeñas diferencias y a la energía de enlace nuclear. Estas variaciones hacen que la masa atómica real de un elemento no sea un número entero exacto.

En la naturaleza, el oxígeno se presenta como una mezcla de estos isótopos en diferentes proporciones, lo que da lugar a su masa atómica promedio de aproximadamente 15,999 u. La proporción más abundante es la del oxígeno-16, seguido por cantidades menores de oxígeno-18 y trazas de oxígeno-17. Esta composición isotópica es fundamental en campos como la geoquímica, la paleoclimatología y la medicina nuclear, ya que la abundancia relativa de los isótopos puede emplearse para estudiar procesos naturales, rastrear el origen de compuestos y realizar diagnósticos médicos. Así, los isótopos no solo representan una variación en el núcleo, sino también una herramienta clave para la ciencia y la tecnología.