Le poids d'un élément comme l'étain ou le plomb dépend à la fois de son poids atomique - combien pèse un atome individuel de l'élément - et de sa densité. Plus la substance est dense, plus elle contient de masse par unité de volume et plus un morceau donné sera lourd.
Masse atomique
Le plomb a le numéro atomique 82, ce qui signifie que son noyau contient 82 protons, et lorsqu'il est neutre (non ionisé), il a 82 électrons. Les électrons apportent une contribution négligeable à la masse de l'atome et peuvent être négligés en ce qui concerne le poids atomique. Différents isotopes du plomb ont des nombres de neutrons différents, de sorte que le poids atomique que vous voyez répertorié dans le tableau périodique est en fait une moyenne pondérée: 207,2 unités de masse atomique (amu). L'étain, en revanche, a le numéro atomique 50 et donc seulement 50 protons/électrons. Son poids atomique est de 118.710 amu.
Masse molaire
Un atome de plomb pèse plus qu'un atome d'étain, mais dans la vraie vie, vous ne rencontrerez jamais une situation où vous pouvez isoler un seul atome de l'un ou l'autre élément. Lorsque les chimistes veulent savoir combien d'atomes sont présents, ils utilisent la masse molaire, la masse correspondant à 6,022 x 10^23 atomes de cet élément. La masse molaire est juste la masse atomique mais avec des unités de grammes/mole plutôt que d'amu. L'étain a donc une masse molaire de 118,710 grammes par mole et le plomb a une masse molaire de 207,2 grammes par mole. Encore une fois, une mole de plomb pèse bien plus qu'une mole d'étain.
Densité
Si vous avez deux objets de taille égale en plomb et en étain, la différence de poids entre ces objets est déterminée par la densité. Ici encore, le plomb a le plomb. À température ambiante, la densité du plomb est de 11,342 grammes par centimètre cube, tandis que la densité de l'étain est de 7,287 grammes par centimètre cube. Un objet en plomb pèse donc beaucoup plus qu'un même objet en étain.
Considérations
Cependant, un composé à base de plomb ne pèse pas nécessairement plus qu'un composé à base d'étain; le poids de chacun dépend du type de composé et des autres atomes qu'il contient. L'iodure d'étain (II), par exemple, a une masse molaire supérieure à celle du dioxyde de plomb. Les objets solides fabriqués à partir de plomb et d'étain coulent tous deux dans l'eau car la densité du plomb et de l'étain à température ambiante est bien supérieure à celle de l'eau (1 gramme par centimètre cube).