Numero di massa

Il numero di massa si calcola sommando tutti i neutroni e protoni presenti nel nucleo di un atomo. Uno stesso elemento può avere numeri di massa diversi a seconda dei suoi isotopi.

Occorre ricordare che un atomo è una particella che non può essere divisa con metodi chimici. Gli atomi hanno un nucleo composto da protoni (che hanno una carica elettrica positiva) e neutroni (che non hanno carica elettrica).

L'atomo è precisamente la più piccola unità costituente della materia tra quelle che conservano le proprietà caratteristiche di un elemento chimico. Tutti i liquidi, solidi, plasmi e gas hanno atomi nella loro composizione, neutri o ionizzati. La dimensione di un atomo lo rende impossibile da vedere senza l'aiuto di un microscopio, poiché è di circa 100 picometri (un metro diviso in dieci miliardi).

Citiamo anche il concetto di elemento chimico, una classe di materia che è composta di atomi, tutti appartenenti allo stesso tipo. Se prendiamo come esempio l'elemento chimico più semplice possibile, possiamo affermare che ha un numero definito di protoni nel suo nucleo e che appartiene a un'unica categoria che si classifica secondo il suo numero atomico, anche quando ci sono diverse masse atomiche per esso.

Per quanto riguarda la definizione del protone, esso è una particella subatomica, poiché è più piccolo dell'atomo, e la sua carica elettrica ha lo stesso valore di quella dell'elettrone, ma con il segno opposto, oltre a superare la sua massa 1836 volte. È considerato stabile, anche se alcuni scienziati sostengono che potrebbe disintegrarsi e dare origine ad altre particelle. Le prime osservazioni del protone hanno fatto nascere l'idea che fosse una particella elementare, una particella che non ha particelle più piccole nella sua costituzione; tuttavia, le prove del contrario sono disponibili dagli anni '70.

Sia il protone che il neutrone possono essere indicati come nucleoni. Va notato che non tutti gli atomi contengono neutroni; il protio è un'eccezione. Mentre si dice che il neutrone non ha carica elettrica, è composto da tre particelle fondamentali (i quark) che sono cariche, anche se la somma delle loro cariche dà zero.

Per trovare il numero di massa di un elemento chimico, bisogna sommare i neutroni e i protoni nel suo nucleo. Nel caso degli isotopi, questi sono i vari elementi che condividono lo stesso numero di protoni, ma hanno un diverso numero di neutroni. Così, gli isotopi di un elemento hanno numeri di massa diversi.

Quasi tutti gli elementi chimici hanno più di un isotopo, tranne otto, tra cui il sodio e il berillio. Lo stagno, nel frattempo, ha il massimo: 10.

È importante non confondere il numero di massa con il numero atomico, che si riferisce specificamente al numero di protoni, senza prendere in considerazione i neutroni. Per questo motivo, il numero di massa è di solito superiore al numero atomico.

Questo legame ci permette di affermare che il numero di massa è uguale alla somma del numero atomico (cioè il numero di protoni) e il numero di neutroni. Allo stesso modo, il numero di neutroni in un atomo può essere calcolato sottraendo il numero atomico dal numero di massa:

Numero di massa = numero atomico + numero di neutroni
Numero di neutroni = numero di massa - numero atomico

Per indicare il numero di massa, si usa un apice a sinistra del simbolo dell'elemento chimico, sopra il numero atomico. Supponiamo che un atomo di ferro (Fe) abbia 26 protoni e 24 neutroni. Il suo numero di massa, in questo caso, è 50 (26 protoni + 24 neutroni) ed è scritto come apice a sinistra di Fe e sopra 26 (il numero atomico).