¿Por qué las masas del protón y el átomo de hidrógeno no son las mismas cuando el átomo de hidrógeno (su núcleo) es un solo protón?

Ok, lo primero es que la primera masa atómica incluye todo el peso del átomo, lo que esencialmente significa electrones incluidos.

Llegando al punto, ¿por qué el peso del átomo de hidrógeno (en amu) no es igual al de un protón?

Ok, entendamos esto haciendo un poco de matemática

Peso de un protón (ion hidrógeno) = 1.0072766 amu

Peso de un electrón = 0.0005485 amu

Súmelo (1.0072766 + 0.0005485 = 1.0078251 amu)

y deberías obtener el peso de un átomo de hidrógeno. Pero, en realidad no es lo mismo. Alguna cantidad de masa se convierte en energía para mantener el átomo unido. Este es un hecho de la famosa equivalencia masa-energía de Einstein.

E = mc ^ 2

La masa del átomo en general lo que vemos en las tablas periódicas es una masa promedio que llegamos a considerar todos los isótopos de ese elemento en particular y la abundancia isotópica relativa.

El hecho de que la masa de un nucleido o isótopo no sea igual a la suma de los pesos de sus partículas atómicas constituyentes es claramente evidente en el caso del deuterio.

El deuterio tiene un protón, un neutrón y un electrón.

Entonces, debería ser (1.0078251+ masa de neutrones =

1.0078251 + 1.0086649 = 2.0164900 amu)

La tabla dada en la pregunta indica que el peso debe ser 2.014102 amu

∆m = 0.0023880 amu

Esto se llama defecto de masa y medidas para la estabilidad del átomo.

El peso atómico del hidrógeno que figura en la tabla periódica tiene contribuciones de protio, deuterio y tritio. El deuterio y el tritio tienen cada uno una masa mucho mayor que el protio. Por lo tanto, el peso atómico listado del hidrógeno es un poco más alto que el peso atómico del protio.

Los tres isótopos de hidrógeno son protio, deuterio y tritio. Solo un átomo de protio tiene una masa igual a la masa de un protón más la masa de un electrón.

Esto es cierto para todos los elementos. Algunas tablas periódicas enumeran un peso atómico del isótopo más común de cualquier elemento. Sin embargo, esto generalmente no es útil para un químico porque usa elementos que son mezclas de isótopos.

Sin embargo, existe una distribución común de elementos específicos para cada elemento. La distribución de isótopos no será la misma en toda la naturaleza, por supuesto. Sin embargo, generalmente la distribución de isótopos variará solo un poco.

Por lo tanto, los creadores de tablas periódicas generalmente usan el promedio usando los pesos de la distribución típica de elementos.

Las distribuciones de isótopos generalmente no varían porque la mayoría de los procesos químicos tienen tasas que no varían con el peso atómico. Sin embargo, el hidrógeno es una pequeña excepción.

Las velocidades de reacción química que involucran átomos de hidrógeno varían más con el número de isótopos porque la masa fraccional de los isótopos de hidrógeno es grande. Entonces, la peor discrepancia que ve en una tabla periódica es generalmente hidrógeno.

¿Su técnica de laboratorio es realmente tan buena que realmente le preocupa una discrepancia de 0.8%? -)

El deuterón es más ligero que la suma de las masas de un protón y un neutrón. Esto se debe a que parte de la masa “desaparece por el agujero del conejo” de la energía de unión del deuterón. En realidad, tiene que ir a algún lado, por lo que fabricar deuterio libera energía, como la mayoría de los tipos de fusión .

La masa del electrón es solo 0,54461703 milésimas de la masa de un protón, por lo que apenas importa; en cualquier caso, es la misma contribución para H y D.

Desplácese hacia abajo hasta C12. Todo se revelo alrededor de C12. Unidades de masas atómicas normalizadas, configurando C12 a exactamente 12.

Todos los demás pesos atómicos se comparan con C12, donde las discrepancias se derivan de una combinación de isótopos y energía de unión perdida en comparación con C12 y un neutrón que es ligeramente más pesado que un par protón-electrón.

Si el cloro presente en la naturaleza estuviera en su lista, recordaría alrededor de 34.5, si recuerdo, que consta de aproximadamente partes iguales de dos isótopos.

El hidrógeno es un protón único con un electrón (masa).
Sin embargo, los isótopos del hidrógeno tienen más de un barión en su interior.
La masa de un elemento a menudo se da como promedio para la abundancia natural de los isótopos.