Se hai una data massa di un composto, puoi calcolare il numero di moli. Viceversa, se sai quante moli del composto hai, puoi calcolarne la massa. Per entrambi i calcoli, è necessario conoscere due cose: la formula chimica del composto e i numeri di massa degli elementi che lo compongono. Il numero di massa di un elemento è unico per quell'elemento ed è elencato proprio sotto il simbolo dell'elemento nella tavola periodica. Il numero di massa di un elemento non è lo stesso del suo numero atomico.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Il numero di massa atomica di ciascun elemento appare sotto il suo simbolo nella tavola periodica. È elencato in unità di massa atomica, che è equivalente a grammi/mole.
Numero atomico e numero di massa atomica
Ogni elemento è caratterizzato da un numero univoco di protoni carichi positivamente nel suo nucleo. Ad esempio, l'idrogeno ha un protone e l'ossigeno ne ha otto. La tavola periodica è una disposizione degli elementi per numero atomico crescente. La prima voce è l'idrogeno, l'ottava è l'ossigeno e così via. Il posto che un elemento occupa nella tavola periodica è un'indicazione immediata della sua
Oltre ai protoni, i nuclei della maggior parte degli elementi contengono anche neutroni. Queste particelle fondamentali non hanno una carica, ma hanno all'incirca la stessa massa dei protoni, quindi devono essere incluse nella massa atomica. Il numero di massa atomica è la somma di tutti i protoni e neutroni nel nucleo. L'atomo di idrogeno può contenere un neutrone, ma di solito non lo fa, quindi il numero di massa dell'idrogeno è 1. L'ossigeno, d'altra parte, ha un numero uguale di proteine e neutroni, che eleva il suo numero di massa a 16. Sottrarre il numero di massa di un elemento dalla sua massa atomica ti dice il numero di protoni nel suo nucleo.
Trovare il numero di massa
Il posto migliore per cercare il numero di massa atomica di un elemento è nella tavola periodica. Viene visualizzato sotto il simbolo dell'elemento. Potresti essere sconcertato dal fatto che in molte versioni della tavola periodica, questo numero contiene una frazione decimale, che non ti aspetteresti se fosse derivata semplicemente aggiungendo protoni e neutroni.
La ragione di ciò è che il numero visualizzato è il peso atomico relativo, che è derivato da tutti gli isotopi naturali dell'elemento ponderato per la percentuale di ciascuno che si verifica. Gli isotopi si formano quando il numero di neutroni in un elemento è maggiore o minore del numero di protoni. Alcuni di questi isotopi, come il carbonio-13, sono stabili, ma alcuni sono instabili e decadono nel tempo in uno stato più stabile. Tali isotopi, come il carbonio-14, sono radioattivi.
Praticamente tutti gli elementi hanno più di un isotopo, quindi ognuno ha una massa atomica che contiene una frazione decimale. Ad esempio, la massa atomica dell'idrogeno elencata nella tavola periodica è 1,008, quella per il carbonio è 12,011 e quella per l'ossigeno è 15,99. L'uranio, con un numero atomico di 92, ha tre isotopi naturali. La sua massa atomica è 238.029. In pratica, gli scienziati di solito arrotondano il numero di massa all'intero più vicino.
Unità per massa
Le unità per la massa atomica sono state perfezionate nel corso degli anni e oggi gli scienziati utilizzano l'unità di massa atomica unificata (amu, o semplicemente u). È definito uguale a esattamente un dodicesimo della massa di un atomo di carbonio-12 non legato. Per definizione, la massa di una mole di un elemento, o numero di Avogadro (6,02 x 1023) di atomi, è uguale alla sua massa atomica in grammi. In altre parole, 1 amu = 1 grammo/mole. Quindi, se la massa di un atomo di idrogeno è 1 amu, la massa di una mole di idrogeno è 1 grammo. La massa di una mole di carbonio è quindi di 12 grammi, e quella dell'uranio è di 238 grammi.