Qual é o número de massa de um núcleo atômico? O número de massa é numericamente igual à soma de nêutrons e prótons do núcleo. É denotado pela letra A. O conceito de "número de massa" surgiu devido ao fato de que a massa do núcleo se deve ao número de partículas nucleares. Como a massa do núcleo e o número de partículas estão relacionados? Vamos descobrir.
A estrutura do átomo
Qualquer átomo consiste em um núcleo e elétrons. Exceto pelo átomo de hidrogênio, pois possui apenas um elétron. O núcleo é carregado positivamente. A carga negativa é transportada por elétrons. A carga de cada elétron é tomada como -1. O átomo como um todo é eletricamente neutro, ou seja, não tem carga. Isso significa que o número de partículas que carregam uma carga negativa, ou seja, elétrons, é igual à carga positiva do núcleo. Por exemplo, em um átomo de oxigênio, a carga nuclear é +8 e os elétrons são 8, em um átomo de cálcio, a carga nuclear é +20, os elétrons são 20.
Estrutura do núcleo
O núcleo consiste em dois tipos de partículas - prótons e nêutrons. Os prótons são carregados positivamente, os nêutrons não têm carga. Assim, os prótons dão carga ao núcleo. A carga de cada próton é tomada como +1. Ou seja, quantos prótonscontida no núcleo, tal será a carga de todo o núcleo. Por exemplo, existem 6 prótons no núcleo de carbono, a carga nuclear é +6.
No sistema periódico de elementos de Mendeleev, todos os elementos são organizados em ordem crescente de carga nuclear. O hidrogênio tem uma carga nuclear de +1, está localizado primeiro; o hélio tem +2, é o segundo na tabela; lítio tem +3, é o terceiro e assim por diante. Ou seja, a carga do núcleo corresponde ao número ordinal (atômico) do elemento na tabela.
Em geral, qualquer átomo é eletricamente neutro. Isso significa que o número de elétrons é igual à carga do núcleo, ou seja, o número de prótons. E como o número de prótons determina o número atômico de um elemento, conhecendo esse número atômico, sabemos o número de elétrons, o número de prótons e a carga nuclear.
A massa de um átomo
A massa de um átomo (M) é determinada pela massa de suas partes constituintes, ou seja, os elétrons e o núcleo. Os elétrons são muito leves em comparação com o núcleo e não contribuem com quase nada para a massa de todo o átomo. Ou seja, a massa de um átomo é determinada pela massa do núcleo. O que é um número de massa? A massa do núcleo é determinada pelo número de partículas que compõem sua composição - prótons e nêutrons. Assim, o número de massa é a massa do núcleo, expressa não em unidades de massa (gramas), mas no número de partículas. Naturalmente, a massa absoluta dos núcleos (m), expressa em gramas, é conhecida. Mas estes são números muito pequenos expressos em potências negativas. Por exemplo, a massa de um átomo de carbono é m(C)=1,99 ∙ 10-23 g. Usar esses números é inconveniente. E se não houver necessidade de valores absolutos de massa, mas você só precisa compararmassas de elementos ou partículas, então use as massas relativas de átomos (Ar), expressas em amu. A massa relativa de um átomo é indicada na tabela periódica, por exemplo, o nitrogênio tem 14,007. A massa relativa de um átomo, arredondada para um número inteiro, é o número de massa do núcleo do elemento (A). Os números de massa são tais que são convenientes de usar - eles são sempre inteiros: 1, 2, 3 e assim por diante. Por exemplo, nitrogênio tem 14, carbono tem 12. Eles são escritos com o índice superior esquerdo, por exemplo, 14N ou 12C.
Quando você precisa saber o número de massa?
Conhecendo o número de massa (A) e o número atômico de um elemento no sistema periódico (Z), você pode determinar o número de nêutrons. Para fazer isso, subtraia prótons do número de massa.
Sabendo o número de massa, você pode calcular a massa do núcleo ou do átomo inteiro. Como a massa do núcleo é determinada pela massa das partículas que compõem sua composição, ela é igual ao produto do número dessas partículas pela massa dessas partículas, ou seja, o produto da massa do nêutron e o número de massa. A massa de um nêutron é igual à massa de um próton, em geral eles são denotados como a massa de um nucleon (partícula nuclear).
M=A∙mN
Por exemplo, vamos calcular a massa de um átomo de alumínio. Como pode ser visto a partir do sistema periódico de elementos de Mendeleev, a massa atômica relativa do alumínio é 26,992. Arredondando, obtemos o número de massa do núcleo de alumínio 27. Ou seja, seu núcleo é composto por 27 partículas. A massa de uma partícula é um valor constante igual a 1,67 ∙ 10-24 g. Então, a massa do núcleo de alumínio é: 27 ∙ 1,67 ∙ 10-24 r=4, 5 ∙ 10-23 r.
Qual é o número de massa de núcleos de elementos que você precisa saber ao compilar reações de decaimento radioativo ou reações nucleares. Por exemplo, a fissão de um núcleo de urânio 235U, capturando um nêutron 1n, produz núcleos de bário 141 Ba e criptônio 92Kr, bem como três nêutrons livres 1n. Ao compilar tais reações, a regra é usada: a soma dos números de massa nos lados direito e esquerdo da equação não muda. 235+1=92+141+3.
