Il peso atomico è la massa media degli atomi di un determinato elemento chimico. È conosciuto e usato in modo intercambiabile come massa atomica, sebbene letteralmente il significato di ciascuno sia diverso.
Il termine "peso" in fisica implica la forza esercitata su un campo gravitazionale espressa in unità di forza come il newton. Tuttavia, dal 1908 è stato utilizzato il termine peso atomico, che oggi è meglio conosciuto come massa atomica relativa; cioè, sono sinonimi.
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Gli atomi sono così piccoli, abbondanti e diversi anche per lo stesso elemento, che non è un compito facile assegnare loro una grandezza fisica come la massa. Proprio nel tempo è variata la scelta dell'unità che rappresenta il peso o massa atomica di un elemento chimico.
Inizialmente, la massa dell'atomo più piccolo, che è l'atomo di idrogeno (H), è stata scelta come unità di massa atomica. Successivamente è stata modificata nell'unità di massa atomica dell'ossigeno naturale 1/16, quindi è stato preferito il suo isotopo più leggero 16 O.
Dal 1961, data la grande importanza dell'atomo di carbonio (C), si è scelto di riferire il peso atomico al suo isotopo C-12. Inoltre, l'atomo di C è l'elemento chimico centrale o chiave della chimica organica e della biochimica.
Qual è il peso atomico?
Il peso atomico (AP) è il peso medio delle masse degli isotopi naturali che compongono un elemento chimico. Il termine si riferisce alla massa atomica relativa posseduta dagli atomi di ciascuno degli elementi chimici.
Come accennato nella sezione iniziale, il termine peso atomico è usato tradizionalmente, ma in realtà è massa atomica. Dal 1961, basato sull'atomo di carbonio-12, il suo valore di 12 è stato adottato per la scala dei pesi atomici relativi.
Ma qual è allora la massa atomica? È la somma di protoni e neutroni che ha l'atomo, essendo trascurabile la massa apportata dagli elettroni. La massa atomica dell'idrogeno (H), ad esempio, è 1,00974 Da e quella del magnesio (Mg) è 24,3050 Da.
Confrontando, ciò significa che gli atomi di Mg sono più pesanti degli atomi di H: 24 volte più esattamente. Quando sono necessari i valori del peso o della massa atomica di qualche elemento chimico, è possibile ottenerli consultando la tavola periodica.
unità
Una delle prime unità di peso atomico, amu, è stata espressa come 1/16 (0,0625) del peso di un atomo di ossigeno.
Questa unità è cambiata con la scoperta dell'esistenza degli isotopi naturali di un elemento del 1912; pertanto, gli isotopi non potevano più essere ignorati.
Attualmente, l'unità standard di massa atomica o dalton è 1/12 del peso atomico dell'isotopo 12 C. Questo è più stabile e abbondante di 13 C e 14 C.
Un'unità di massa atomica standardizzata è la massa di un nucleone (un protone o un neutrone) ed è uguale a 1 g / mole. Questa unificazione o standardizzazione è stata effettuata con un atomo C-12 a cui sono assegnate 12 unità di massa atomica.
E così il peso atomico relativo o massa atomica può attualmente essere espresso in grammi per una mole di atomi.
Come viene calcolato il peso atomico?
Per determinare il peso atomico, bisogna prima calcolare la massa atomica dell'isotopo, che è la somma del numero di protoni e neutroni che ha un certo atomo.
Il numero di elettroni che ha non viene preso in considerazione, poiché la sua massa è trascurabile rispetto a quella di neutroni e protoni.
Lo stesso viene fatto con ogni isotopo dello stesso elemento. Quindi, conoscendo la loro abbondanza naturale, si calcola una massa atomica media ponderata di tutti gli isotopi aggiungendo il prodotto m ∙ A (m = massa atomica e A l'abbondanza diviso 100).
Ad esempio, supponiamo di avere un ammasso di atomi di ferro dove il 93% di essi è 56 Fe, mentre il 5% è 54 Fe e il restante 2% 57 Fe. Le masse atomiche sono già segnate negli angoli in alto a sinistra di simboli chimici. Calcolando quindi:
56 (0,93) + 54 (0,05) + 57 (0,02) = 55,92 g / mol di atomi di Fe
In quell'ammasso, il ferro ha un peso atomico di 55,92. Ma per quanto riguarda il resto dell'intero pianeta Terra o il resto dell'Universo? Nell'ammasso ci sono solo tre isotopi, le cui abbondanze cambiano se si tiene conto della Terra, dove ci saranno più isotopi disponibili ei calcoli si complicheranno.
Considerazioni
Per calcolare il peso atomico degli elementi riportati nella tavola periodica si deve tener conto di:
-Gli isotopi che esistono in natura dello stesso elemento chimico. Gli atomi dello stesso elemento chimico che hanno un numero diverso di neutroni sono gli isotopi di quell'elemento chimico.
-Nei campioni ottenuti da ciascun isotopo, si tiene conto della massa atomica di ciascuno di essi.
-La relativa abbondanza di ciascuno degli isotopi per un certo elemento nei campioni trovati in natura è anche importante.
-Il valore del peso atomico di un singolo atomo da solo o presente in un campione naturale dell'elemento può essere trovato. O di un gruppo di atomi nel caso di isotopi dello stesso elemento, determinando il peso atomico standard o medio.
-Per determinare il peso atomico standard degli elementi chimici, sono stati considerati uno o più isotopi dello stesso elemento.
-Ci sono alcuni elementi chimici come il Francium (Fr) che non hanno isotopi stabili e non hanno ancora un peso atomico standardizzato.
Esempi
Consultando la tavola periodica degli elementi chimici si può trovare il peso atomico di un elemento chimico; cioè quelli che sono stati calcolati considerando tutti gli isotopi stabili (e per questo motivo hanno solitamente molti decimali).
Lì si osserva che il numero atomico dell'idrogeno (H) è uguale a 1, uguale al suo numero di protoni. Il peso atomico di H è il minimo di tutti gli elementi, avente un valore di 1.00794 u ± 0.00001 u.
Per il boro, il suo peso atomico è stato determinato sulla base di due isotopi ottenuti in natura e il suo valore varia da 10.806 a 10.821.
Non esiste un peso atomico standard nel caso di elementi non naturali o sintetici che non hanno isotopi in natura; come il caso di cui sopra di francio (Fr), polonio (Po), radon (Ra), tra gli altri elementi chimici.
In questi casi, il peso atomico è limitato alla somma del numero di protoni e neutroni di questo elemento.
Il valore del peso atomico è riportato tra parentesi, il che significa che non è un peso atomico standardizzato. Anche il valore del peso atomico standard può cambiare se vengono scoperti più isotopi di un certo elemento.
Riferimenti
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 giugno 2018). Definizione del peso atomico. Estratto da: thoughtco.com
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