Os elementos químicos possuem várias informações que estão dispostas na Tabela Periódica. Uma dessas informações é a massa atômica, localizada logo abaixo do símbolo do elemento. A massa representa a medida de um átomo com base em outros átomos.
Ou seja, um átomo é uma partícula minúscula impossível de medir em balança, por exemplo. Assim, a solução foi referenciar a medida desse átomo com base em outros átomos, criando uma espécie de padrão para os cálculos. O elemento escolhido como padrão foi o carbono-12. Logo, a massa atômica do carbono é dada por 12 u. Neste caso, o “u” representada a unidade de medida da massa.
Neste sentido, a massa de um átomo qualquer equivale ao valor de 1/12 da massa do átomo de carbono. Para exemplificar melhor, imagine uma pizza dividida em doze pedaços diferentes. Cada pedaço se refere à medida de 1 u, ou seja, 1 u = 1/12 da massa de 1 átomo de carbono 12.
Massa atômica
Com o conceito de massa atômica definido, vamos agora imaginar alguns exemplos práticos. Se pegarmos o hidrogênio, por exemplo, é possível notar que a massa atômica do elemento é 1 u. O que isso significa? Bem, é como se o carbono fosse dividido em 12 partes para formar 1 u do hidrogênio.
Outro exemplo é o enxofre, que possui massa no valor de 32 u. Isso significa que a massa é 32 vezes maior se comparada à massa do carbono. Vale ressaltar que, além da massa referente ao átomo, existe também a massa molecular dos elementos. Neste caso, a massa molecular equivale à soma das massas atômicas presente nos elementos químicos.
Um exemplo muito simples é o oxigênio. Esse elemento possui massa atômica equivalente a 16 u. Com isso, a massa molecular representa a soma dos átomos do elemento, ou seja, o gás oxigênio (O2) possui 32 u. Assim, basta lembrar de somar os átomos do elemento para encontrar a massa molecular.
Atualmente, as massas dos átomos são medidas de forma mais rápida e com técnicas mais avançadas. Isso porque, são feitas em laboratórios que contam com o auxílio de tecnologia e equipamentos de medição, como o espectrômetro de massa. Por conta disso, sabe-se que 1 u possui valor exato de 1,66054 . 10-24 g.
Fazendo cálculos
O número das massas atômicas dos elementos aparece de forma decimal na Tabela Periódica. Esse valor, no entanto, é arredondado quando cálculos precisam ser realizados.
Porém, quando experimentos exigem cálculos muito precisos, os valores não são arredondados. Se você olhar na tabela, por exemplo, verá que a massa atômica do oxigênio é 15,999 u. Para os cálculos, entretanto, o valor usado é de 16 u. No caso do carbono que possui massa equivalente a 12,01 u, o valor utilizado é 12 u.
Visto isso, para que a massa atômica de um elemento possa ser calculada é necessário levar em consideração dois pontos: a massa de cada isótopo e a abundância do elemento químico na natureza. Vale lembrar que os isótopos são os átomos de um elemento químico. Assim, a massa atômica equivale, também, à soma de todos os isótopos do elemento.
Para exemplificar, vamos analisar o elemento químico cloro. O cloro possui isótopos naturais diferentes, sendo um de 35 e um de 37. Além disso, a abundância desse elemento na natureza é de 75,76% e 24,24%, respectivamente. Dessa forma, a massa atômica também é diferente, sendo representada nos valores de 34,96885 u (35) e 36,96590 u (37).
Com isso, temos o seguinte: Massa atômica do elemento cloro = (34,96885 . 75,76%) + (36,96590 . 24,24%) / 100%.
Ou seja, a massa atômica do cloro equivale a 35,45. Se você reparar, esse valor está disposto como o número da massa do cloro na Tabela Periódica.
Massa Molecular e Massa Molar
O que diferencia a massa molecular e a massa molar é muito simples, basta saber que a massa molecular equivale a soma da massa atômica de um elemento. Enquanto isso, a massa molar representa a massa molecular, porém, expressa em gramas.
Ou seja, a massa molar representa 1 mol de substância. Isso significa que é o valor da massa molecular, entretanto, dada em g/mol. Além disso, é importante saber que 1 mol de substância equivale a 6,02 . 1023 átomos.
Se observarmos a massa atômica do hélio (He), por exemplo, veremos que o elemento possui 4,0 u e massa molar igual a 4,0 g/mol. Para calcular a massa do átomo de hélio, temos:
1 mol de He – 4,0 g – 6,02 . 1023 átomos – m – 1 átomo
m = 4,0 g
6,02 . 1023
m = 6,6 . 10-24 g
Ou seja, a massa atômica do elemento hélio equivale a 6,6 . 10-24 g.
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Fontes: Brasil Escola, Brasil Escola, Toda Matéria e Manual da Química
Imagens: SIMI, Aventuras na História, Aprendendo Química e Chemistry World
