Contenuto
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Qual è la massa relativa?
- La massa atomica relativa di un elemento
- La tavola periodica e gli isotopi
- Massa molecolare relativa
La massa relativa è un concetto importante in chimica. Esiste per semplificare il processo di elaborazione della massa di un atomo o molecola. In unità assolute, protoni e neutroni hanno masse dell'ordine di 10−27 chilogrammi, ovvero un miliardesimo di miliardesimo di miliardesimo di chilogrammo di chilogrammo, e gli elettroni hanno una massa ancora più piccola di circa 10−30 chilogrammi, circa mille volte meno di un protone o neutrone. Ciò sarebbe difficile da affrontare in situazioni pratiche, quindi gli scienziati definiscono la massa atomica relativa di un atomo di carbonio come 12 e elaborano tutto il resto su quella base.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Trova la massa relativa di qualsiasi atomo aggiungendo il numero di protoni al numero di neutroni. L'idrogeno ha una massa atomica relativa di 1 e il carbonio-12 ha una massa atomica relativa di 12.
Gli isotopi dello stesso elemento hanno un numero diverso di neutroni, quindi è necessario calcolare un isotopo specifico. Le tabelle periodiche mostrano la massa atomica relativa come numero in basso per un elemento, ma questo tiene conto di tutti gli isotopi.
Trova le masse molecolari relative sommando i contributi di ciascun elemento. Usa la formula chimica per scoprire quanti di ciascun atomo sono inclusi, moltiplica le loro masse atomiche relative per il numero di atomi di ciascun presente e quindi aggiungili tutti per trovare il risultato.
Qual è la massa relativa?
La massa relativa è la massa di un atomo o molecola rispetto a quella di 1/12 di un atomo di carbonio-12. In base a questo schema, un atomo di idrogeno neutro ha una massa di 1. Puoi pensare a questo come contare ogni protone o neutrone come 1 e ignorare le masse di elettroni perché sono così piccole in confronto. Quindi la formula per la massa atomica relativa è semplicemente:
Massa atomica relativa = numero di protoni + numero di neutroni
Tuttavia, poiché gli scienziati hanno impostato un atomo di carbonio 12 come "atomo standard", la definizione tecnica è:
Massa atomica relativa = massa dell'atomo ÷ (1/12 della massa di un atomo di carbonio-12)
La massa atomica relativa di un elemento
Gli elementi sono gli atomi elementari di base creati nel big bang o nelle stelle e sono rappresentati nella tavola periodica. La massa atomica relativa è il numero più basso sulla tavola periodica (il numero superiore è il numero atomico, che conta il numero di protoni). Puoi leggere questo numero direttamente da tabelle periodiche semplificate per molti elementi.
Tuttavia, le tabelle periodiche tecnicamente accurate spiegano l'esistenza di diversi isotopi e le masse atomiche relative che elencano non sono numeri interi. Gli isotopi sono versioni dello stesso elemento con un numero diverso di neutroni.
Puoi sempre trovare la massa relativa di un elemento aggiungendo il numero di protoni al numero di neutroni per l'isotopo specifico dell'elemento che stai prendendo in considerazione. Ad esempio, un atomo di carbonio-12 ha 6 protoni e 6 neutroni, e quindi ha una massa atomica relativa di 12. Notare che quando viene specificato un isotopo di un atomo, il numero dopo il nome dell'elemento è la massa atomica relativa. Quindi l'uranio-238 ha una massa relativa di 238.
La tavola periodica e gli isotopi
Le masse atomiche relative nella tavola periodica includono il contributo di diversi isotopi prendendo una media ponderata delle diverse masse di isotopi in base alla loro abbondanza. Il cloro, ad esempio, ha due isotopi: cloro-35 e cloro-37. Tre quarti del cloro trovato in natura è cloro-35 e il quarto rimanente è cloro-37. La formula utilizzata per le masse relative nella tavola periodica è:
Massa atomica relativa = (isotopo 1 massa × isotopo 1 abbondanza + isotopo 2 massa × isotopo 2 abbondanza +…) ÷ 100
Quindi per il cloro, questo è:
Massa atomica relativa = (35 × 75 + 37 × 25) ÷ 100
= (2,625 + 925) ÷ 100 = 35.5
Per il cloro, la massa atomica relativa nella tavola periodica mostra 35,5 in linea con questo calcolo.
Massa molecolare relativa
Basta aggiungere le masse relative degli elementi costitutivi per trovare la massa relativa di una molecola. Questo è facile da fare se si conoscono le masse atomiche relative degli elementi in questione. Ad esempio, l'acqua ha la formula chimica H2O, quindi ci sono due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno.
Calcola la massa molecolare relativa moltiplicando la massa atomica relativa di ciascun atomo per il numero di quegli atomi nella molecola e quindi sommando i risultati. Questo assomiglia a questo:
Massa molecolare relativa = (numero di atomi dell'elemento 1 × massa relativa dell'elemento 1) + (numero di atomi dell'elemento 2 × massa relativa dell'elemento 2) +…
Per H2O, l'elemento 1 è idrogeno con massa atomica relativa di 1, e l'elemento 2 è ossigeno con una massa atomica relativa di 16, quindi:
Massa molecolare relativa = (2 × 1) + (1 × 16) = 2 + 16 = 18
Per H2COSÌ4, l'elemento 1 è idrogeno (H), l'elemento 2 è zolfo (S con massa relativa = 32) e l'elemento 3 è ossigeno (O), quindi lo stesso calcolo dà:
Massa molecolare relativa di H2COSÌ4 = (numero di atomi di H × massa relativa di H) + (numero di atomi di S × massa relativa di S) + (numero di atomi di O × massa relativa di O)
= (2 × 1) + (1 × 32) + (4 × 16)
= 2 + 32 + 64 = 98
Puoi usare questo stesso approccio per qualsiasi molecola.