Peso atômico: o que é, como é calculado e exemplos - Ciência - 2023

Contente

o peso atômico é a massa média dos átomos de um determinado elemento químico. É conhecido e usado alternadamente como massa atômica, embora literalmente o significado de cada um seja diferente.

O termo 'peso' em física implica a força exercida em um campo gravitacional expressa em unidades de força como o newton. No entanto, desde 1908, o termo peso atômico tem sido usado, que hoje é mais conhecido como massa atômica relativa; ou seja, eles são sinônimos.

Os átomos são tão pequenos, abundantes e diferentes até para o mesmo elemento, que não é uma tarefa fácil atribuir-lhes uma magnitude física como a massa. Precisamente ao longo do tempo, a escolha da unidade que representa o peso ou a massa atômica de um elemento químico variou.

Inicialmente, a massa do menor átomo, que é o átomo de hidrogênio (H), foi escolhida como a unidade de massa atômica. Posteriormente, foi alterado para a unidade de massa atômica de oxigênio natural 1/16 e, em seguida, seu isótopo mais leve, o ¹⁶OU.

Desde 1961, devido à grande importância do átomo de carbono (C), foi escolhido para referir o peso atômico ao seu isótopo C-12. Além disso, o átomo C é o elemento químico central ou chave da química orgânica e da bioquímica.

Qual é o peso atômico?

O peso atômico (AP) é o peso médio das massas dos isótopos naturais que compõem um elemento químico. O termo se refere à massa atômica relativa possuída pelos átomos de cada um dos elementos químicos.

Conforme mencionado na seção inicial, o termo peso atômico é tradicionalmente usado, mas na verdade é a massa atômica. Desde 1961, com base no átomo de carbono-12, seu valor 12 foi adotado para a escala de pesos atômicos relativos.

Mas qual é a massa atômica então? É a soma de prótons e nêutrons que o átomo possui, a massa contribuída pelos elétrons sendo desprezível. A massa atômica do hidrogênio (H), por exemplo, é 1,00974 Da, e a do magnésio (Mg) é 24,3050 Da.

Comparando, isso significa que os átomos de Mg são mais pesados do que os átomos de H: 24 vezes mais exatamente. Quando são necessários os valores do peso ou massa atômica de algum elemento químico, eles podem ser obtidos consultando a tabela periódica.

Unidades

Uma das primeiras unidades de peso atômico, amu, foi expressa como 1/16 (0,0625) do peso de um átomo de oxigênio.

Essa unidade mudou com a descoberta da existência dos isótopos naturais de um elemento de 1912; portanto, os isótopos não podiam mais ser ignorados.

Atualmente, a unidade padrão de massa atômica ou dalton é 1/12 do peso do átomo do isótopo de ¹²C. Isso é mais estável e abundante do que ¹³C e ¹⁴C.

Uma unidade de massa atômica padronizada é a massa de um nucleon (um próton ou um nêutron) e é igual a 1 g / mol. Esta unificação ou padronização foi realizada com um átomo C-12 ao qual são atribuídas 12 unidades de massa atômica.

E assim o peso atômico relativo ou massa atômica pode atualmente ser expresso em gramas por um mol de átomos.

Como o peso atômico é calculado?

Para determinar o peso atômico, a massa atômica do isótopo deve primeiro ser calculada, que é a soma do número de prótons e nêutrons que um dado átomo possui.

A quantidade de elétrons que possui não é levada em consideração, pois sua massa é insignificante em comparação com a dos nêutrons e prótons.

O mesmo é feito com cada isótopo do mesmo elemento. Então, conhecendo sua abundância natural, uma massa atômica média ponderada de todos os isótopos é calculada somando o produto m ∙ A (m = massa atômica, e A a abundância dividida por 100).

Por exemplo, suponha que você tenha um aglomerado de átomos de ferro onde 93% deles são ⁵⁶Fé, enquanto 5% são ⁵⁴Fe e os 2% restantes ⁵⁷Fé. As massas atômicas já estão marcadas nos cantos superiores esquerdos dos símbolos químicos. Calculando então:

56 (0,93) + 54 (0,05) + 57 (0,02) = 55,92 g / mol átomos de Fe

Nesse aglomerado, o ferro tem peso atômico de 55,92. Mas e quanto ao resto do planeta Terra ou o resto do Universo? No cluster existem apenas três isótopos, cujas abundâncias mudam se a Terra for levada em consideração, onde haverá mais isótopos disponíveis e os cálculos se tornarão mais complicados.

Considerações

Para calcular o peso atômico dos elementos reportados na tabela periódica, deve-se levar em consideração o seguinte:

-Os isótopos que existem na natureza do mesmo elemento químico. Os átomos do mesmo elemento químico que têm diferentes números de nêutrons são os isótopos desse elemento químico.

-Nas amostras obtidas de cada isótopo, a massa atômica de cada um deles é levada em consideração.

-A abundância relativa de cada um dos isótopos para um determinado elemento nas amostras encontradas na natureza também é importante.

-O valor do peso atômico de um único átomo sozinho ou presente em uma amostra natural do elemento pode ser encontrado. Ou de um grupo de átomos, no caso de isótopos do mesmo elemento, determinando o peso atômico padrão ou médio.

-Para determinar o peso atômico padrão de elementos químicos, um ou mais isótopos do mesmo elemento foram considerados.

-Há alguns elementos químicos como o Francium (Fr) que não possuem isótopos estáveis e ainda não possuem peso atômico padronizado.

Exemplos

Consultando a tabela periódica de elementos químicos, pode-se encontrar o peso atômico de um elemento químico; isto é, aqueles que foram calculados considerando todos os isótopos estáveis (e por essa razão eles geralmente têm muitas casas decimais).

Lá observa-se que o número atômico do hidrogênio (H) é igual a 1, igual ao seu número de prótons. O peso atômico de H é o menor de todos os elementos, tendo um valor de 1,00794 u ± 0,00001 u.

Para o boro, seu peso atômico foi determinado a partir de dois isótopos obtidos na natureza e seu valor varia de 10.806 a 10.821.

Não há peso atômico padrão no caso de elementos não naturais ou sintéticos que não possuem isótopos na natureza; como é o caso do frâncio (Fr), polônio (Po), rádon (Ra), entre outros elementos químicos.

Nestes casos, o peso atômico é limitado à soma do número de prótons e nêutrons desse elemento.

O valor do peso atômico é relatado entre parênteses, o que significa que não é um peso atômico padronizado. Até mesmo o valor do peso atômico padrão pode mudar se mais isótopos de um determinado elemento forem descobertos.

Referências

Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 de junho de 2018). Definição de peso atômico. Recuperado de: Thoughtco.com
Jimenez, V. e Macarulla, J. (1984). Physiological Physicochemistry. (6^ta.ed). Madrid: Interamericana
Whitten, K., Davis, R., Peck M. e Stanley, G. (2008). Química. (8^ava. ed). CENGAGE Learning: Mexico.
Wikipedia. (2018). Peso atômico padrão. Recuperado de: en.wikipedia.org
Prof. N. De Leon. (s.f.).Pesos atômicos. Recuperado de: iun.edu