Fala Gás Nobre, hoje falaremos sobre a massa atômica e a massa molecular, que são, respectivamente, a massa de 1 único átomo de um elemento ou de uma única molécula de algum composto, como por exemplo, a água.
Mas antes de falarmos de número de massa atômica e molecular, precisamos conceituar algumas coisas.
O conceito de átomo é muito antigo, sendo citado pela primeira vez por Demócrito, poeta grego que viveu entre 460a.C. e 370a.C., no entanto, uma concepção científica do mesmo foi dada apenas por John Dalton, físico e químico inglês, em um manuscrito datado de 6 de setembro de 1808.
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John Dalton
Modelo atômico de Dalton
O conceito de átomo, vem do grego ‘a’-sem e ‘tomo’-divisão, ou seja, o átomo seria a menor parte da matéria, indivisível. Hoje em dia são conhecidas partículas menores que os átomos, chamadas de subatômicas, como os prótons, nêutrons e elétrons, no entanto, manteve-se a nomenclatura ‘átomo’ devido a sua importância histórica e ser amplamente utilizada no mundo inteiro.
Os átomos constituem a matéria e a matéria e suas transformações são o objeto de estudo dos químicos, ou seja, fazia-se necessário a padronização de uma unidade para definir a massa de um átomo.
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Foi escolhido então o isótopo de carbono 12 como padrão, que é o isótopo do carbono mais abundante, formado por 6 prótons e 6 nêutrons, ou seja, possui massa igual a 12. Dividiu-se em 12 fatias e a 1 destas fatias atribui-se o valor de 1u, ou seja, 1 unidade de massa atômica. A unidade de massa atômica é então representada por ‘1u’ e representa 1/12 da massa atômica do isótopo de carbono 12. Em gramas, atualmente sabe-se que 1u = 1,66054 x 1024g.
Na representação acima, temos um átomo de carbono, seguindo o modelo de esferas maciças de Dalton, sendo dividido em 12 fatias, onde cada uma representa 1u. A massa atômica dos elementos é dada então por quantas unidades de massa atômica o formam (quantas fatias), por exemplo, o flúor possui massa atômica igual a 19u, o carbono igual a 12u, o oxigênio igual a 16u, assim por diante.
No entanto, este valor é arredondado, uma vez que a massa de 1 próton e de 1 nêutron equivalem a 1,0073u e 1,0087u, respectivamente, logo, a massa do carbono 12 (6 prótons e 6 nêutrons) é igual a 12,096u.
De forma geral, a massa dos isótopos é dada apenas pela soma do número de prótons e nêutrons, por exemplo, o isótopo 26Fe possui 26 prótons e 30 nêutrons, logo, sua massa atômica é de 56u (26+30).
Gás Nobre, você já reparou que na Tabela Periódica, temos alguns elementos cuja massa não possui um valor inteiro, tipo o cobre (M = 63,5)? Se não existe meio próton ou meio nêutron, como podemos explicar isso?
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Isso acontece porque alguns elementos possuem mais de 1 isótopo, por exemplo, temos o isótopo 12 do carbono, que é o mais abundante, mas também temos os isótopos 13 e 14, com 7 e 8 prótons, respectivamente.
A massa atômica é dada pela média entre a soma dos produtos da massa do isótopo e sua abundância. Mas como que determinamos a abundância destes isótopos?
Esta determinação é realizada em laboratório através de um equipamento chamado espectrômetro de massa, que indica a massa de um isótopo com a precisão de até 6 casas decimais, dependendo do equipamento utilizado.
A partir da massa determinada de cada isótopo e a sua abundância, realiza-se o cálculo da média ponderada entre a abundância e massa de cada um, vide exemplo a seguir:
Neônio (Ne), este elemento possui 3 isótopos: 20Ne, 21Ne e 22Ne, que possuem abundância de 90,92%, 0,26% e 8,82%, respectivamente. Logo, para calcular a sua massa atômica (MA) média, temos que multiplicar a massa de cada um destes isótopos pela sua respectiva abundância e fazer a média.
MA = [(20 x 90,92) + (21 x 0,26) + (22 x 8,82)] / 100
MA = (1818,4 + 5,46 + 194,04) / 100
MA = 2017,9 / 100
MA = 20,179u
E é este valor que consta na tabela periódica. Para os demais elementos que apresentam mais de 1 isótopo, sua massa foi determinada pelo mesmo processo.
Agora que vimos o que é a massa atômica e como determina-la, falaremos sobre a massa molecular.
Já a massa molecular, é dada pela soma das massas atômicas dos átomos que constituem a molécula, por exemplo, a massa molecular da água é dada pela soma das massas atômicas dos 2 hidrogênio e do oxigênio que a formam. Sendo também representada por ‘u’ (unidade de massa atômica).
Massa molecular H2O = (2x massa atômica do hidrogênio) + massa atômica do oxigênio
Massa molecular H2O = (2x 1u) + 16u
Massa molecular H2O = 18u
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Como calcular a massa molar e a massa molecular
Gás Nobre, sabendo extrair os dados da massa atômica de cada elemento da Tabela Periódica e fórmula molecular do composto, podemos determinar sua massa molecular.
De forma geral, a massa atômica é a massa de 1 único átomo de um elemento e é dada pela média entre o produto da massa de cada isótopo e sua abundância. Já a massa molecular é dada pela soma das massas atômicas dos elementos que a constituí.
Gás Nobre, fique ligado aqui no blog para ter acesso a conteúdo exclusivo e a continuação desse texto, onde falarei sobre massa molecular e o número de mol. Reage!
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