Come calcolare la massa atomica media

Tramite: O2O 02/07/2020
Difficoltà: media
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Introduzione

L'atomo è una struttura composta da tante particelle. Quest'ultimo si può distinguere in due parti principali: il nucleo e gli elettroni. Il nucleo è la parte centrale e contiene due tipi di particelle: i protoni e i neutroni. Negli ultimi anni la fisica nucleare (che studia la proprietà del nucleo atomico) ha scoperto altre particelle infinitesime, che costituiscono l'atomo: il positrone, il neutrino e il mesone. Ma contrariamente al significato etimologico, l'atomo si è andato rivelando si è andato rivelando composto di particelle piccolissime, cariche elettriche, che possono essere dello stesso in condizioni particolari. La massa atomica (Ma) di un dato elemento è data dalla massa a riposo di un suo atomo nel suo stato fondamentale. La sua unità di misura è espressa in grammi e kilogrammi essendo appunto una massa, però viene solitamente espressa con "u" ovvero unità di massa atomica, poiché può assumere valori compresi tra i 10^?25 kg e i 10^?27 kg. Non bisogna inoltre confondere la massa atomica con la massa atomica relativa (peso atomico) che fa riferimento ad una media ponderata dei pesi atomici dei suoi naturali isotopi). Prima di passare a come calcolare la massa atomica media dobbiamo definire alcuni punti importanti che ci aiuteranno a svolgere il calcolo.

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Occorrente

  • Libro di chimica
  • Quaderno
  • Penna
  • PC
  • Connessione internet
  • Wifi
  • Tavola periodica
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Individuare la massa atomica

La prima cosa che dovete fare per calcolare la massa atomica, è quella di individuarla. La maggior parte degli elementi presenti in natura sono costituiti da una miscela di isotopi, un isotopo non è altro che un atomo di uno stesso elemento, presenta lo stesso numero atomico (Z), differente numero di massa(A) e massa atomica (M). Gli isotopi hanno una propria notazione, si usa scrivere nome proprio dell'elemento seguito dal numero di massa, solitamente si mette il numero di massa ad apice davanti alla sigla dell'elemento (35Cl).

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Trovare il numero atomico

A questo punto dovete trovare il numero atomico dell'elemento o dell'isotopo. Un'altro parametro importante è l'abbondanza in natura, l'abbondanza di un elemento chimico è la massa di quella specie presente nell'unità di massa del materiale considerato misura quanto l'elemento considerato è relativamente comune o la quantità dell'elemento in confronto con tutti gli altri elementi. Può essere misurato in tanti modi tra cui: per frazione di massa, per frazione molare (frazione di atomi), per frazione di volume. Nel caso che andremo ad esaminare noi oggi prendiamo come esempio il Cloro. Prendiamo due isotopi 35Cl e 37Cl e in un'apposita tabella (reperibile su internet) andiamo a leggere i valori di abbondanza in natura dei due isotopi presi in considerazione. Per 35Cl abbiamo 75,77% e per 37Cl abbiamo 24,23%.

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Trovare la composizione del nucleo

Adesso dovete trovare il numero atomico che compone il nucleo. Il numero dei protoni presenti nel nucleo di un atomo viene detto numero atomico e viene indicata con la Z. L'importanza del concetto di numero atomico sta nel fatto che, essendo i protoni tutti uguali tra loro (e così gli elettroni ed i neutroni), un atomo di un certo elemento differisce da un atomo di un elemento diverso esclusivamente per il numero atomico. Questo è costituito dal fatto, che i nuclei dei due atomi sono composti da un numero diverso di protoni. La massa atomica dell'isotopo è riportata sempre in alcune tabelle ricavabili da internet, oppure la si può ricavare calcolandola. In questo caso l'isotopo 35Cl ha una massa atomica pari a 34,9689 u mentre l'isotopo 37Cl ha una massa atomica pari a 36,9659 u.

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Sommare il numero dei protoni e netroni

Per concludere dovete sommare il numero dei protoni e neutroni. Quindi attraverso i dati necessari, potete svolgere il calcolo della massa atomica media, calcolata come MaM = (abbondanza naturale1 * massa atomica1) + (abbondanza naturale2 * massa atomica2)/100. Il risultato nel vostro caso è pari a 35,45223112 u. Il risultato può essere approssimato in base alle proprie esigenze e preferenze. Essendo la massa di un elettrone infinitamente piccola, potete trascurarla e pensare a tutta la massa dell'atomo è concentrata nel nucleo con i suoi protoni e neutroni. Ciascun protone e neutrone verrà ad avere quindi, in u.m.a., massa uguale a 1 u.m.a. Pertanto la massa di un atomo, risulterà uguale alla somma delle masse dei suoi neutroni, ovvero in u.m.a., sarà identica al numero di massa.

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Consigli

Non dimenticare mai:
  • Gli elementi in cui gli atomi hanno lo stesso numero di protoni, ma di diverso numero di massa, vengono detti isotopici, (occupanti dello stesso luogo) perché rappresentano varietà di uno stesso elemento, occupano lo stesso posto in tabella del sistema periodico degli elementi
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