Stechiometria: Massa atomica
L'unità di massa atomica (uma) è usata per esprimere la massa degli atomi in relazione alla massa di
un atomo di carbonio (che ha 6 neutroni e 6 protoni). L'uma è definita come la dodicesima parte della
massa di un atomo di carbonio-12, 12C. Risultati sperimentali hanno dimostrato che singole coppie di
neutrone e protone di carbonio hanno una massa molto vicina ad 1 uma, mentre la massa di un elettrone
è 1 /1900 della massa del protone. Perciò, gli elettroni non sono considerati e la massa del nucleo
dell'atomo 12C è esattamente 12.0 uma.
Gli isotopi sono atomi dello stesso elemento che hanno lo stesso numero di protoni ma un diverso
numero di neutroni. La massa atomica di due isotopi perciò sarà diversa. La massa del nucleo del 13C,
un isotopo naturale di carbonio, è di 13.0034 uma (che è più pesante del 12C perché ha in neutrone in
più del 13C). Allo stesso modo, confrontando la massa degli isotopi dell'ossigeno, 17O (16.9991 uma)
ha un neutrone in più ed è più pesante del 16O (15.9949 amu).
Di solito, in natura si trova più di un isotopo di un elemento, ma in diversa abbondanza. Per esempio, il
carbonio è fatto nel 98.892% di 12C e per 1.108% di 13C. La massa atomica relativa (o
semplicemente la massa atomica, A) del carbonio è la massa media di tutti i suoi isotopi naturali, cioè:
Massa atomica relativa =
+ Massa del primo isotopo x abbondanza relativa del primo isotopo
+ Massa del secondo isotopo x abbondanza relativa del secondo isotopo
+
...
+ Massa dell'ultimo isotopo x abbondanza relativa dell'ultimo isotopo
Questa formula ha senso quando si realizza che la massa atomica relativa è semplicemente la media di
tutte le masse degli isotopi esistenti in natura.
Nota: La massa atomica relativa o media massa atomica è il valore di massa atomica che troverai nella
Tavola Periodica.
Massa del nucleo dell' isotopo (uma):
m1
m2
Abbondanza relativa dell'isotopo (%):
a1
a2
Massa atomica relativa:
A a1. m1
a2. m2
12C ha una massa nucleica 12.0 uma, e la sua abbondanza relativa è 98.892%. 13C ha una massa
nucleica di 13.00335 uma, e la sua abbondanza relativa è 1.108%. Quale valore ti aspetteresti di trovare
nella Tavola periodica per la massa atomica del carbonio?
m1
12
m2
a1
13.00335
98.892. %
a2
1.108. %
Massa atomica relativa:
Ar
a1. m1
a2. m2
A r = 12.01112 uma
Dei quindici isotopi del magnesio presenti in natura, solo tre sono presenti sulla terra: 24Mg, 25Mg, e
26Mg.
Date le loro rispettive masse:
24Mg
25Mg
26Mg
m1 23.985042
m2
24.985837
m3
25.982593
e le loro rispettive abbondanze:
a1 78.99. %
10.00. %
a
2
a3
11.01. %
la loro massa atomica relativa è:
A r a1. m1 a2. m2 a3. m3
A r = 24.305052 uma
Nota: Questa formula può essere espansa per includere quanti isotopi si abbia bisogno di considerare.
