A massa atômica, também conhecida como massa molar, é uma propriedade física que representa a massa média de um átomo de um elemento químico. Ela expressa em unidades de massa atômica unificada (u) ou daltons (Da).
Certamente, ao estudar química ou física, é possível que surja a necessidade de calcular a massa atômica. No entanto, é importante destacar que existem múltiplas abordagens para realizar esse cálculo. A escolha do método apropriado está intrinsecamente ligada às informações disponíveis. Portanto, antes de proceder com o cálculo, é altamente recomendável compreender de forma abrangente o conceito de massa atômica.
Mas o que é massa atômica?
A massa atômica é a soma das massas dos prótons, nêutrons e elétrons em um átomo, ou a massa média em um grupo de átomos. No entanto, dado que os elétrons têm uma massa muito menor em comparação com prótons e nêutrons, eles geralmente são negligenciados nos cálculos da massa atômica. Portanto é essencialmente, a soma das massas dos prótons e dos nêutrons. A maneira pela qual você calcula a massa atômica pode variar dependendo do contexto, com três métodos principais à disposição, dependendo da situação em questão.
A escolha do método apropriado depende se você está lidando com um único átomo, uma amostra natural de um elemento ou simplesmente precisa determinar o valor padrão da massa atômica. Cada abordagem é aplicada de acordo com as circunstâncias específicas.
3 maneiras de encontrar a massa atômica
Primeiramente, o método empregado para determinar a massa atômica varia de acordo com o contexto em que se está trabalhando, seja analisando um único átomo, uma amostra natural de um elemento ou uma amostra que contenha uma proporção conhecida de isótopos. Cada situação requer uma abordagem específica para calcular a massa atômica com precisão.
1) Procure a massa atômica na tabela periódica
Se você está tendo o seu primeiro contato com a química, é importante aprender a utilizar a tabela periódica para encontrar a massa atômica (também conhecida como peso atômico) de um elemento. Esse valor geralmente é fornecido logo abaixo do símbolo de um elemento na tabela periódica. Ao buscar essa informação, observe o número decimal, o qual representa uma média ponderada das massas atômicas de todos os isótopos naturais desse elemento.
Por exemplo, se você precisa determinar a massa atômica do carbono, primeiramente identifique o símbolo do elemento, que é C. Localize o elemento C na tabela periódica. Um número será exibido, que é o número do elemento ou número atômico do carbono. Lembre-se de que esse número atômico aumenta à medida que você percorre a tabela, mas não é o valor que você deseja para calcular a massa.
A massa ou peso atômico é o número decimal que você procura. Geralmente, o número de algarismos significativos pode variar na tabela periódica, mas o valor estará aproximadamente em torno de 12,01.
É importante observar que na tabela periódica, a massa é dada em unidades de massa atômica. No entanto, em cálculos químicos, você frequentemente expressará a massa atômica em termos de gramas por mol, representado como g/mol. Nesse caso, a massa atômica do carbono seria igual a 12,01 g/mol de átomos de carbono. Esse valor é fundamental em química para diversas análises e cálculos.
2) Soma de prótons e nêutrons para um único átomo
Para calcular a massa atômica de um único átomo de um elemento, some a massa dos prótons e dos nêutrons.
Exemplo: Encontre a massa atômica de um isótopo de carbono que possui 7 nêutrons. Você pode ver na tabela periódica que o carbono tem um número atômico 6, que é o seu número de prótons. A massa atômica do átomo é a massa dos prótons mais a massa dos nêutrons, 6 + 7 ou 13.
3) Média ponderada para todos os átomos de um elemento
A massa atômica de um elemento é, de fato, uma média ponderada de todos os seus isótopos, levando em consideração suas abundâncias naturais. O cálculo da massa atômica de um elemento pode ser realizado em algumas etapas simples.
Geralmente, em problemas que envolvem o cálculo da massa atômica, você recebe uma lista de isótopos do elemento em questão, acompanhados de suas respectivas massas e abundâncias naturais, expressas em valores decimais ou percentuais. Para calcular a massa atômica média do elemento.
- Multiplique a massa de cada isótopo pela sua abundância. Se sua abundância for uma porcentagem, divida sua resposta por 100.
- Adicione esses valores.
A resposta é a massa atômica total ou peso atômico do elemento.
Exemplo: Você recebe uma amostra contendo 98% de carbono-12 e 2% de carbono-13. Qual é a massa atômica relativa do elemento?
Primeiro, converta as porcentagens em valores decimais dividindo cada porcentagem por 100. Dessa maneira, a amostra torna-se 0,98 carbono-12 e 0,02 carbono-13. (Dica: você pode verificar sua matemática certificando-se de que a soma dos decimais seja 1, ou seja, 0,98 + 0,02 = 1,00.
A seguir, multiplique a massa de cada isótopo pela proporção do elemento na amostra:
0,98 x 12 = 11,76
0,02 x 13 = 0,26
Para a resposta final, adicione-os:
11,76 + 0,26 = 12,02g/mol
Nota avançada: Esta massa atômica é ligeiramente superior ao valor fornecido na tabela periódica para o elemento carbono. O que isso diz a você? A amostra que você recebeu para analisar continha mais carbono-13 do que a média. Você sabe disso porque sua massa relativa é maior que o valor da tabela periódica, embora o número da tabela periódica inclua isótopos mais pesados, como o carbono-14. Além disso, observe que os números fornecidos na tabela periódica se aplicam à crosta/atmosfera terrestre e podem ter pouca influência na proporção isotópica esperada no manto ou núcleo ou em outros mundos.
Com o tempo, você poderá notar que os valores de massa atômica listados para cada elemento da tabela periódica podem mudar ligeiramente. Isso acontece quando os cientistas revisam a proporção estimada de isótopos na crosta. Nas tabelas periódicas modernas, às vezes citado um intervalo de valores em vez de uma única massa atômica.
Referências:
- https://www.thoughtco.com/how-to-calculate-atomic-mass-603823
- https://chem.libretexts.org/Courses/
- https://www.wikihow.com/Calculate-Atomic-Mass
- https://www.omnicalculator.com/chemistry/average-atomic-mass
