La struttura atomico-molecolare della materia e il legame chimico

La massa atomica relativa e la massa molecolare relativa

Una volta stabilito che esistono tanti atomi differenti quanti sono gli elementi (al tempo di Dalton ne erano noti circa 35, oggi ne conosciamo 109), si poneva il problema di valutarne il "peso'' (oggi si parla più correttamente di massa), per poter stabilire i rapporti quantitativi secondo cui si combinano gli atomi dei vari elementi o secondo cui reagiscono le molecole dei reagenti di una reazione.

Poiché gli atomi sono, come è intuitivo, troppo piccoli per poterli ``pesare'' direttamente, Dalton stabilì di calcolarne, anziché il peso assoluto, il peso atomico relativo, prendendo come unità di riferimento l'atomo di un elemento di confronto, l'idrogeno, che è il più leggero degli elementi (peso atomico di H = 1).

Attualmente si assume come unità di riferimento la dodicesima parte dell'isotopo più diffuso del carbonio, il carbonio-12 o 12C. Tale unità (1/12 della massa di 12C) prende il nome di unità di massa atomica (abbreviata in uma) o dalton (il suo valore è stato calcolato ed è pari a 1,66059 · 10-24 g).

Si definisce massa atomica relativa di un atomo di un elemento il rapporto tra la massa di tale elemento e l'unità di massa atomica (1/12 massa 12C).

Analogamente si definisce massa molecolare relativa la somma delle masse atomiche relative degli atomi componenti una molecola.

La massa atomica relativa e la massa molecolare relativa sono espresse da numeri adimensionali.

In alcuni casi si usa il termine più generale di peso formula (o massa formula ) che può essere riferito ai composti sia molecolari sia ionici, e a tutte le specie rappresentabili con una formula, come atomi e ioni (atomi o gruppi di atomi con un eccesso di carica elettrica).

Poiché gli elementi in natura sono costituiti da miscele di due o più isotopi , la massa atomica di un elemento viene calcolata come media ponderata delle masse atomiche dei suoi isotopi. Nella tabella 2.1 sono riportati i valori medi delle masse atomiche degli isotopi che costituiscono un campione naturale di ciascun elemento. Per esempio, il cloro è costituito per il 75,77% dal suo isotopo 35Cl e per il rimanente dall'isotopo 37Cl, le cui masse atomiche relative sono, rispettivamente, 34,9689 u e 36,9659 u. La sua massa atomica è quindi:

Tab. 2.1: Gli elementi chimici e le loro masse atomiche relative

Tabella 2.1 - GLI ELEMENTI CHIMICI E LE LORO MASSE ATOMICHE RELATIVE
numero atomiconomesimbolomassa atomica relativa
1IdrogenoH1,008
2ElioHe4,003
3LitioLi6,941±2
4BerillioBe9,012
5BoroB10,81
6CarbonioC12,01
7AzotoN14,01
8OssigenoO16,00
9FluoroF19,00
10Neo (o Neon)Ne20,18
11SodioNa22,99
12MagnesioMg24,31
13AlluminioAl26,98
14SilicioSi28,09
15FosforoP30,97
16ZolfoS32,07
17CloroCl35,45
18ArgoAr (A)39,95
19PotassioK39,10
20CalcioCa40,08
21ScandioSc44,96
22TitanioTi47,88±3
23VanadioV50,94
24CromoCr52,00
25ManganeseMn54,94
26FerroFe55,85
27CobaltoCo58,93
28NichelNi58,69
29RameCu63,55
30ZincoZn65,39±2
31GallioGa69,72
32GermanioGe72,59±3
33ArsenicoAs74,92
34SelenioSe78,96±3
35BromoBr79,90
36CriptoKr83,80
37RubidioRb85,47
38StronzioSr87,62
39IttrioY88,91
40ZirconioZr91,22
41NiobioNb92,21
42MolibdenoMo95,94
43Tecnezio99Tc98,91
44RutenioRu101,1
45RodioRh102,9
46PalladioPd106,4
47ArgentoAg107,9
48CadmioCd112,4
49IndioIn114,8
50StagnoSn118,7
51AntimonioSb121,8
52TellurioTe127,6
53IodioI126,9
54XenoXe131,3
55CesioCs132,9
56BarioBa137,3
57LantanioLa138,9
58CerioCe140,1
59PraseodimioPr140,9
60NeodimioNd144,2
61Promezio145Pm144,9
62SamarioSm150,4
63EuropioEu152,0
64GadolinioGd157,3
65TerbioTb158,9
66DisprosioDy162,5
67OlmioHo164,9
68ErbioEr167,3
69TulioTm168,9
70ItterbioYb173,0
71LutezioLu175,0
72AfnioHf178,5
73TantalioTa180,9
74TungstenoW183,9
75RenioRe186,2
76OsmioOs190,2
77IridioIr192,2
78PlatinoPt195,1
79OroAu197,0
80MercurioHg200,6
81TallioTl204,4
82PiomboPb207,2
83BismutoBi209,0
84PolonioPo210,0
85AstatoAt210,0
86Rado (o Radon)Rn222,0
87FrancioFr223,0
88RadioRa226,0
89AttinioAc227,0
90TorioTh232,0
91Protoattinio231Pa231,0
92UranioU238,0
93NettunioNp237,0
94PlutonioPu239,1
95AmericioAm243,1
96CurioCm247,1
97BerchelioBk247,1
98CalifornioCf252,1
99EinsteinioEs252,1
100FermioFm257,1
101MendelevioMd256,1
102NobelioNo259,1
103LaurenzioLr260,1
104RutherfordioRf261
105HahnioHa262
106SeaborgioSg263
107NielsbohrioNs264
108HassioHs265
109MeitnerioMt266

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