Tabla de Contenidos
Masa atomowa i liczba masowa lub liczba masowa to dwa często mylone pojęcia. Powodem zamieszania jest to, że dla większości pierwiastków wartości masy atomowej i liczby masowej są bardzo podobne, zwłaszcza jeśli masa atomowa jest zaokrąglona do liczby całkowitej. Jednak oba terminy reprezentują różne koncepcje związane z atomami.
Zacznijmy od zdefiniowania każdego z nich z osobna, a następnie wyjaśnijmy różnice.
Co to jest masa atomowa?
Jak sama nazwa wskazuje, masa atomowa reprezentuje masę pojedynczego atomu określonego pierwiastka chemicznego . Innymi słowy, reprezentuje ilość materii zawartej w atomie .
Każdy atom ma charakterystyczną masę atomową, która pochodzi z sumy mas wszystkich cząstek subatomowych, które go tworzą, takich jak protony, neutrony i elektrony. Ta masa jest dokładnie taka sama dla wszystkich atomów określonego izotopu określonego pierwiastka chemicznego.
Na przykład wszystkie atomy izotopu węgla-12 mają masę atomową 12 amu, a wszystkie atomy izotopu węgla-13 mają masę atomową 13,00335 amu.
Co to jest liczba masowa?
Liczba masowa atomu odpowiada całkowitej liczbie nukleonów zawartych w jego jądrze. Innymi słowy, jest to suma jego liczby protonów i neutronów i jest zwykle reprezentowana przez literę A.
Liczba protonów określa właściwości chemiczne atomu. Ta liczba określa, jaki to atom (wodór, hel, tlen itp.), dlatego nazywana jest liczbą atomową i jest reprezentowana przez literę Z.
Z drugiej strony liczba neutronów w jądrze atomu jest oznaczona literą n . W ten sposób możemy napisać następujące równanie na liczbę masową:
Przykład
Załóżmy, że jesteś proszony o określenie liczby atomowej atomu litu, który zawiera 4 neutrony w swoim jądrze.
Rozwiązanie:
Z = 3 (ponieważ 3 to liczba atomowa litu)
n = 4 (ponieważ ma 4 neutrony), więc
Zatem liczba masowa tego atomu litu wyniesie 7.
Różnice między masą atomową a liczbą masową
| Masa atomowa lub masa atomowa | Liczba masowa (A) | |
| Pojęcie | Masa atomowa reprezentuje masę pojedynczego atomu. | Liczba masowa reprezentuje całkowitą liczbę protonów i neutronów w jądrze atomu. |
| jednostki | Jednostki masy, takie jak: Jednostki masy atomowej (amu), kilogramy, funty itp. | wielkość bezwymiarowa (jest to liczba czysta, bez jednostek) |
| rodzaj numeru | Eksperymentalnie określona liczba dziesiętna. | Liczba całkowita określona przez dodanie liczby atomowej do liczby neutronów w jądrze atomu. |
| Zmienność w czasie | Masy atomowe, określane eksperymentalnie, często zmieniają się w czasie, gdy naukowcy uzyskują dokładniejsze pomiary lub uzyskiwane są nowe dane dotyczące liczebności izotopów. | Nie zmieniają się w czasie, ponieważ atomy mogą mieć tylko całkowitą liczbę protonów i neutronów. Po ustaleniu tych liczb nie zmieniają się one. |
| Aplikacje | Stosowany jest głównie w obliczeniach stechiometrycznych. | Służy głównie do identyfikacji różnych izotopów pierwiastka. |
| Reprezentacja | Zwykle jest reprezentowany przez symbol MA lub PA z symbolem elementu jako indeksem dolnym. Przykład: PA Fe reprezentuje masę atomową atomu żelaza. | Jest reprezentowany na dwa sposoby: 1.- Jako wykładnik na lewo od symbolu chemicznego pierwiastka. Przykład: 14 C. 2.- Jako liczba po prawej stronie symbolu chemicznego poprzedzona łącznikiem. Przykład: C-14 |
Przykłady ilustrujące różnicę między liczbą atomową a masą atomową
Każdy pierwiastek ma szereg izotopów, które naturalnie mieszają się ze sobą we wszystkich próbkach tego pierwiastka. Na przykład, jeśli weźmiemy próbkę, powiedzmy, 1 grama węgla, wśród milionów obecnych atomów będą co najmniej 4 różne izotopy. Każdy atom każdego izotopu będzie miał własną masę atomową i własną liczbę atomową, które będą się od siebie różnić, jak widać w poniższej tabeli.
| z | NIE | DO | Masa atomowa | Obfitość (%) | |
| węgiel-11 | 6 | 5 | jedenaście | 11.0114336 am | ślady |
| węgiel-12 | 6 | 6 | 12 | 12 am | »98,9 |
| węgiel-13 | 6 | 7 | 13 | 13.0033548 amu | »1,1 |
| Węgiel-14 | 6 | 8 | 14 | 14.0032420 amu | ślady |
Jak widać w tabeli, wszystkie izotopy mają tę samą liczbę atomową (6), ponieważ wszystkie są atomami tego samego pierwiastka, czyli węgla. Mają jednak różne liczby neutronów, liczbę masową i masę atomową.
Wyjątek od reguły
Przypadek izotopu węgla 12 jest wyjątkiem od reguły, że liczba atomowa i masa atomowa są zawsze różnymi wielkościami. W rzeczywistości, jak mogłeś zobaczyć w poprzedniej tabeli, oba są warte dokładnie 12.
Dzieje się tak dlatego, że skalę mas atomowych od lat określa się na podstawie masy atomowej węgla-12, któremu przypisano wartość 12 atomowych jednostek masy. Wszystkie inne masy atomowe mierzono względem tej masy. Innymi słowy, masa węgla-12 jest jedyną ze wszystkich mas atomowych, która nie jest określona eksperymentalnie, ale raczej ustalona z definicji .
Ostatni komentarz na temat masy atomowej
Innym pokrewnym terminem, który jest również mylony zarówno z masą atomową, jak i liczbą atomową, jest średnia masa atomowa pierwiastka . W rzeczywistości, kiedy zdecydowana większość ludzi (w tym chemicy) mówi o masie atomowej, tak naprawdę odnosi się do średniej masy atomowej. Ta masa jest tym, co faktycznie znajdujemy w układzie okresowym i reprezentuje średnią mas wszystkich naturalnych izotopów określonego pierwiastka.
