Introduzione alla chimica
Obiettivo di apprendimento
- Determina la relazione tra il numero di massa di un atomo, il suo numero atomico, la sua massa atomica e il suo numero di particelle subatomiche
Punti chiave
- Gli atomi neutri di ciascun elemento contengono un numero uguale di protoni ed elettroni.
- Il numero di protoni determina la numero atomico e viene utilizzato per distinguere un elemento da un altro.
- Il numero di neutroni è variabile, risultando in isotopi, che sono forme diverse dello stesso atomo che variano solo nel numero di neutroni che possiedono.
- Insieme, il numero di protoni e il numero di neutroni determinano il numero di massa di un elemento.
- Poiché gli isotopi di un elemento hanno numeri di massa leggermente diversi, la massa atomica viene calcolata ottenendo la media di i numeri di massa per i suoi isotopi.
Termini
- massa atomica La massa media di un atomo, tenendo conto di tutti i suoi isotopi presenti in natura.
- numero di massa La somma dei numero di protoni e numero di neutroni in un atomo.
- numero atomico Numero di protoni in un atomo.
Numero atomico
Atomi neutri di un elemento contengono un numero uguale di protoni ed elettroni. Il numero di protoni determina il numero atomico di un elemento (Z) e distingue un elemento da un altro. Ad esempio, il numero atomico del carbonio (Z) è 6 perché ha 6 protoni. Il numero di neutroni può variare per produrre isotopi, che sono atomi dello stesso elemento che hanno un numero diverso di neutroni. Il numero di elettroni può anche essere diverso negli atomi dello stesso elemento, producendo così ioni (atomi carichi). Ad esempio, il ferro, Fe, può esistere nel suo stato neutro o negli stati ionici +2 e +3.
Numero di massa
Il numero di massa di un elemento (A) è il somma del numero di protoni e del numero di neutroni. Il piccolo contributo di massa degli elettroni viene ignorato nel calcolo del numero di massa. Questa approssimazione della massa può essere utilizzata per calcolare facilmente quanti neutroni ha un elemento sottraendo semplicemente il numero di protoni dal numero di massa. Protoni e neutroni pesano entrambi circa un’unità di massa atomica o amu. Gli isotopi dello stesso elemento avranno lo stesso numero atomico ma numeri di massa diversi.
Gli scienziati determinano la massa atomica calcolando la media dei numeri di massa per i suoi isotopi presenti in natura. Spesso il numero risultante contiene un decimale. Ad esempio, la massa atomica del cloro (Cl) è 35,45 amu perché il cloro è composto da diversi isotopi, alcuni (la maggioranza) con una massa atomica di 35 amu (17 protoni e 18 neutroni) e alcuni con una massa atomica di 37 amu (17 protoni e 20 neutroni).
Dato un numero atomico (Z) e un numero di massa (A), puoi trovare il numero di protoni, neutroni ed elettroni in un atomo neutro. Ad esempio, un atomo di litio (Z = 3, A = 7 amu) contiene tre protoni (trovati da Z), tre elettroni (poiché il numero di protoni è uguale al numero di elettroni in un atomo) e quattro neutroni (7 – 3 = 4).