Massa Atômica

Definição

Unidade de massa atômica é uma unidade de massa para expressar massas de átomos, moléculas ou partículas nucleares iguais a ¹/12 a massa de um único átomo do isótopo de carbono mais abundante ¹²C.

A massa atômica de um elemento é a massa média dos átomos de um elemento medido em unidade de massa atômica (amu, também conhecido como daltons, D).

A massa atômica é uma média ponderada de todos os isótopos desse elemento, na qual a massa de cada isótopo é multiplicada pela abundância desse isótopo em particular. (A massa atômica também é conhecida como peso atômico, mas o termo “massa” é mais preciso.)

O que é

A unidade de massa atômica é o sistema de medição projetado para identificar cada unidade de massa individual em átomos e moléculas.

Também conhecida como dalton, a unidade de massa atômica é uma medida aplicada universalmente com base em 1/12 da massa total de um único átomo de carbono-12. Isso significa que um átomo de carbono-12 tem a massa atômica de 12 daltons.

A designação para uma unidade de massa atômica padrão é u ou Da.

As unidades de massa atômica são usadas como o sistema de medição em todas as ciências, exceto as que envolvem biologia e bioquímica, que usam a designação de dalton.

Um aspecto conveniente das unidades de massa atômica é que, embora baseada na massa de carbono, uma única unidade também é igual a um átomo de hidrogênio.

Isso ocorre porque a massa combinada de um único próton e nêutron, a composição de um átomo de hidrogênio, é igual à medida. Os elétrons, sendo apenas 1/1836 da massa de um próton, são essencialmente desprezíveis à massa total de um átomo.

Um dos aspectos mais problemáticos do uso da unidade atômica de massa para definir átomos é que ela não é responsável pela energia que une o núcleo de um átomo.

Infelizmente, essa não é uma massa fixa devido às diferenças entre cada tipo diferente de átomo. À medida que mais prótons, nêutrons e elétrons são adicionados a um átomo para criar um novo elemento, a massa dessa energia de ligação muda.

Isso significa que se pode dizer que a medição é uma aproximação aproximada e não uma constante exata.

Um dos principais usos da unidade de massa atômica envolve sua relação com o mol. Um mol é a quantidade física completa de uma única unidade de uma substância. Por exemplo, uma única molécula de água, composta por dois átomos de hidrogênio e um único átomo de oxigênio, é um mol de água. Isso significa que possui a massa atômica dos três átomos.

O estabelecimento da unidade de massa atômica foi iniciado pelo nome de químico John Dalton no início do século XIX.

Ele usou um único átomo de hidrogênio como plataforma para a medição.

No entanto, isso foi alterado por Francis Aston com sua invenção do espectrômetro de massa no final do século XIX.

Aston definiu uma unidade de massa atômica como sendo 1/16 da massa de um único átomo de oxigênio-16.

Foi em 1961 que a União Internacional de Química Pura e Aplicada definiu as aplicações modernas da medição e a vinculou ao carbono-12.

História da Unidade de Massa Atômica

John Dalton primeiro sugeriu um meio de expressar massa atômica relativa em 1803.

Ele propôs o uso de hidrogênio-1 (protium).

Wilhelm Ostwald sugeriu que a massa atômica relativa seria melhor se expressa em termos de 1/16 da massa de oxigênio.

Quando a existência de isótopos foi descoberta em 1912 e o oxigênio isotópico em 1929, a definição baseada em oxigênio tornou-se confusa.

Alguns cientistas usaram uma unidade de massa atômica baseada na abundância natural de oxigênio, enquanto outros usaram uma unidade de massa atômica baseada no isótopo de oxigênio-16.

Assim, em 1961, foi tomada a decisão de usar o carbono 12 como base para a unidade (para evitar qualquer confusão com uma unidade definida por oxigênio).

A nova unidade recebeu o símbolo u para substituir o amu, além de alguns cientistas chamarem a nova unidade de Dalton.

Muitos cientistas continuaram usando o amu, apenas reconhecendo que agora ele era baseado em carbono e não em oxigênio.

O que é o peso atômico?

Peso atômico é o peso dos átomos de um elemento. A ciência por trás dessa medição é extremamente complexa e mudou bastante desde o início do século XIX, quando o conceito foi proposto pela primeira vez.

Também é importante distinguir entre peso e massa: o peso atômico, também chamado de massa atômica relativa, reflete o peso médio de um único átomo de um elemento, enquanto a massa atômica se refere ao peso de um átomo específico.

Livros simples e cursos de ciências geralmente descrevem o peso atômico como o número de prótons e nêutrons em um elemento adicionado. Um elemento com dois prótons e dois nêutrons, por exemplo, seria considerado como tendo um peso de quatro nesse sistema.

Infelizmente, os nêutrons realmente pesam mais que os prótons, o que torna essa orientação aproximada um pouco imprecisa.

Os átomos individuais são extremamente pequenos e bastante difíceis de pesar por si próprios. Os primeiros pesquisadores chegaram a um sistema que envolvia determinar o peso de um elemento em relação ao peso de outro.

Vários elementos de referência foram propostos, incluindo o hidrogênio, com as medidas atuais sendo derivadas do carbono-12, uma forma estável e abundante de carbono. Uma unidade de massa atômica, a unidade de medida usada para atingir o peso atômico, consiste em 1/12 do peso do carbono-12.

Há outra complexidade a acrescentar à equação: a maioria dos elementos existe na forma de múltiplos isótopos, cada um com uma massa ligeiramente diferente.

As medições da massa atômica relativa, na verdade, refletem uma média das medições feitas em amostras de todos os isótopos conhecidos de um elemento. No caso de elementos com apenas um ou dois isótopos conhecidos, o peso geralmente é muito próximo a um número inteiro, mas no caso de outros elementos, a medida exata pode adicionar alguns dígitos após o ponto decimal.

A União Internacional de Química Pura e Aplicada publica regularmente listas de pesos atômicos que são usados como padrões na comunidade científica. Para cálculos rápidos, especialmente em aulas de ciências introdutórias muito básicas, às vezes é usada a antiga fórmula “prótons mais nêutrons”, mas nas ciências avançadas é importante usar uma medida mais precisa.

Cientistas especialmente exigentes podem, na verdade, dedicar um tempo para determinar a massa atômica específica de um elemento com o qual estão trabalhando, pois pequenas variações entre os isótopos podem fazer uma enorme diferença nas experiências.

Tabela Periódica

A tabela periódica dos elementos contém todos os átomos conhecidos pela humanidade.

Cada átomo único possui um número atômico único e massa atômica.

O número atômico é o número de prótons no núcleo do átomo, enquanto a massa atômica é a massa do átomo, que é a soma do número de prótons e nêutrons.

A massa atômica de um elemento é expressa em unidades de massa atômica.

As unidades de massa atômica são descritas como uma unidade de medida de átomos e moléculas, assim como a massa de uma pessoa pode ser expressa em libras ou quilogramas.

O hidrogênio, por exemplo, é o primeiro elemento da tabela periódica e possui um número atômico de 1 e uma massa atômica de 1,00794 amu, ou unidades de massa atômica.

Uma única molécula de água é composta de dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio

Nêutrons pesam mais que prótons

Fonte: chem.libretexts.org/www.merriam-webster.com/chemistry.oregonstate.edu/www.wisegeek.org/www.universetoday.com/www.angelo.edu/socratic.org/www2.lbl.gov