4.5: Elementi – Definiti dal loro numero di protoni

Numero di massa

Il numero di massa (\(A\)) di un atomo è il numero totale di protoni e neutroni nel suo nucleo. La massa dell’atomo è un’unità chiamata unità di massa atomica \(\left( \text{amu} \right)\). Un’unità di massa atomica è la massa di un protone, o circa \(1,67 \volte 10^{-27}) chilogrammi, che è una massa estremamente piccola. Un neutrone ha solo un po’ più massa di un protone, ma la sua massa è spesso considerata come un’unità di massa atomica. Poiché gli elettroni non hanno praticamente massa, quasi tutta la massa di un atomo è nei suoi protoni e neutroni. Pertanto, il numero totale di protoni e neutroni in un atomo determina la sua massa in unità di massa atomica (Tabella \PageIndex{1})).

Considera ancora l’elio. La maggior parte degli atomi di elio hanno due neutroni oltre a due protoni. Quindi la massa della maggior parte degli atomi di elio è di 4 unità di massa atomica (\(2 \: \text{amu}\ per i protoni + \(2 \: \text{amu}\ per i neutroni). Tuttavia, alcuni atomi di elio hanno più o meno di due neutroni. Gli atomi con lo stesso numero di protoni ma un numero diverso di neutroni sono chiamati isotopi. Poiché il numero di neutroni può variare per un dato elemento, anche i numeri di massa dei diversi atomi di un elemento possono variare. Per esempio, alcuni atomi di elio hanno tre neutroni invece di due (questi sono chiamati isotopi e sono discussi in dettaglio più avanti).

Perché pensi che il “numero di massa” includa protoni e neutroni, ma non gli elettroni? Sai che la maggior parte della massa di un atomo è concentrata nel suo nucleo. La massa di un atomo dipende dal numero di protoni e neutroni. Hai già imparato che la massa di un elettrone è molto, molto piccola rispetto alla massa di un protone o di un neutrone (come la massa di un penny rispetto alla massa di una palla da bowling). Contare il numero di protoni e neutroni dice agli scienziati la massa totale di un atomo.

Il numero di massa di un atomo è molto facile da calcolare, purché si conosca il numero di protoni e neutroni in un atomo.

Un simbolo chimico è una designazione di una o due lettere di un elemento. Alcuni esempi di simboli chimici sono \(\ce{O}) per l’ossigeno, \(\ce{Zn}) per lo zinco, e \(\ce{Fe}) per il ferro. La prima lettera di un simbolo è sempre maiuscola. Se il simbolo contiene due lettere, la seconda lettera è minuscola. La maggior parte degli elementi hanno simboli che sono basati sui loro nomi inglesi. Tuttavia, alcuni degli elementi conosciuti fin dall’antichità hanno mantenuto simboli basati sui loro nomi latini, come mostrato nella Tabella \(\PageIndex{2}}).