Come calcolare la massa atomica di un isotopo

Tramite: O2O 11/02/2016
Difficoltà: media
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Introduzione

Per massa atomica si intende il valore della massa di un atomo neutro a riposo. L'unità di misurazione è l'unità atomica (amu) o dalton. Concetto di difficile apprendimento, per facilitarne la comprensione cercheremo di approcciarne i principi ed i calcoli partendo dal quotidiano per arrivare gradualmente alla teorizzazione dogmatica. Seguiteci quindi nei ragionamenti ed imparerete come calcolare la massa atomica di un isotopo.

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Ovviamente nel XIX secolo non si disponeva di strumenti sofisticati come gli odierni spettrometri di massa, ed il ricorso alla rudimentale bilancia non permetteva di eseguire calcoli scientifici. Alla determinazione della massa quindi si arrivava confrontando la massa relativa di un atomo con un'unità arbitraria di massa presa come riferimento. La scoperta degli isotopi, ovvero di atomi di uno stesso elemento chimico con differente numero di massa, ha comportato l'evoluzione del concetto di massa assoluta: la massa di un atomo di un elemento è da considerarsi una massa media relativa che dipende da quanto la massa di un atomo medio di un elemento è maggiore dell'unità di riferimento.

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I primi cenni storici inerenti la determinazione delle masse degli atomi degli elementi risalgono agli inizi dell' '800. Fu il chimico e fisico inglese John dalton a cercare di descrivere per primo l'atomo. Bisognerà attendere tuttavia ancora alcuni decenni, ed in particolare gli studi di Stanislao Cannizzaro per la sperimentazione e la teorizzazione del metodo per calcolare il peso atomico di un elemento. La sua regola, che riprende, sperimenta e valorizza la legge di Avogadro, afferma che: "le varie quantità in peso di uno stesso elemento (...) sono tutte multipli interi di una stessa quantità, la quale deve ritenersi il peso atomico dell'elemento". In termini pratici, individuata la quantità minima per peso di ogni elemento contenuta nei pesi molecolari è possibile determinare i relativi pesi atomici.

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Per calcolare la massa atomica di un isotopo attualmente si considera come unità di riferimento la dodicesima parte dell'isotopo del carbonio. Tale unità, definita carbonio-12 o 12C (1/12 della massa di 12C) viene definita unità di massa atomica o dalton. Il valore di tale unità è stato calcolato ed è pari a 1,66059 * 10/24 g). Essendo gli elementi chimici costituiti da due o più isotopi, la massa atomica viene calcolata come media ponderata delle masse atomiche dei suoi singoli isotopi.

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