¿Por qué los pesos atómicos de los elementos generalmente no son enteros?

Su pregunta es la expresión de múltiples elementos de confusión, así que veamos si podemos enderezarlos para usted.

Hay tres conceptos estrechamente relacionados, pero no idénticos:

1. Número de masa atómica, también llamado número de nucleón (símbolo A ): esto se aplica a un átomo específico (isótopo) de un elemento, no a un elemento en su conjunto. El número de masa atómica es, de hecho, un número entero positivo igual al número de nucleones (protones y neutrones en un átomo (un isótopo particular).
2. Masa atómica (símbolo m ₐ): esta es la masa real de un átomo (de nuevo, un isótopo particular) de un elemento. Esta cantidad puede expresarse en términos de kilogramos, pero se expresa mucho más comúnmente en términos de daltons (Da, anteriormente conocido como unidades de masa atómica unificadas). Solo hay un isótopo cuya masa atómica es un número entero de daltons, y es ¹²C, cuya masa atómica se define como 12 Da. La razón por la que los isótopos en general tienen una masa atómica que no es un número entero de daltons son dos razones. Primero, la masa atómica incluye todos los nucleones y todos los electrones en el átomo. En términos de número de masa atómica, cada protón y neutrón cuentan como 1 y cada electrón cuenta como 0, pero esas no son sus masas reales. La masa de cada uno:
   protón (1.007 276 466 879 ± 0.000 000 000 091) Da;
   neutrones (1.008 664 915 88 ± 0.000 000 000 49) Da;
   electrón (0,000 548 579 909 070 ± 0,000 000 000 000 016) Da.
   Vemos que cada protón y neutrón contribuyen con un poco más de 1 Da, y cada electrón contribuye con una cantidad pequeña, pero no nula. En segundo lugar, cuando los componentes de un átomo se unen, la configuración combinada es, en cierto sentido, más estable que con las partículas individuales yendo por caminos separados, y la energía (llamada energía de unión) se emite, con esa energía de unión producida por convirtiendo parte de la masa de las partículas en energía, haciendo que la masa del átomo sea menor que la suma de sus partes. Por ejemplo, un átomo de hasO tiene 8 p, 8 n y 8 e, la suma de cuyas masas sería:
   (16.131 919 701 34 ± 0.000 000 000 46) Da; sin embargo, la liberación de energía de enlace hace que un átomo tenga una masa de solo:
   (15.994 914 620 ± 0.000 000 002) Da.
   Por lo tanto, vemos que el número de daltons para una masa atómica está cerca del número de masa atómica pero no es exactamente ese valor entero.
3. Peso atómico (símbolo A ᵣ): tenga en cuenta que los químicos no tienen el mismo nivel de suspensión utilizando la palabra peso en el sentido de masa que los físicos: muchos elementos tienen múltiples isótopos que ocurren naturalmente, y cada uno tiene su propia masa. El peso atómico de un elemento es un promedio ponderado de las masas atómicas como un número de daltons de cada isótopo, siendo la ponderación la abundancia relativa de cada isótopo. Al ser una cantidad de daltons, el valor del peso atómico es solo un número sin unidad de medida. Cada isótopo ya tiene una masa que no es un número entero de daltons (cercano a un entero pero no exactamente); el promedio arroja un resultado que se encuentra en algún lugar entre los valores isotópicos casi enteros. El peso atómico estándar es el valor asignado cada dos años por la Comisión de Abundancias Isotópicas y Pesos Atómicos de la IUPAC, basado en los mejores datos disponibles para el peso atómico de cada elemento. Tomemos, por ejemplo, cobre, que tiene dos isótopos estables, ⁶³Cu con masa atómica 62.929 598 ± 0.000 004 y abundancia relativa (69.15 ± 0.15)%, y ⁶⁵Cu con masa atómica 64.927 790 ± 0.000 005 y abundancia relativa (30.85 ± 0.15)% , para un promedio ponderado de:
   63.546 ± 0.003 como el peso atómico estándar, nada cerca de un número entero.

Buena pregunta, y una que introduce el tema de los isótopos.

Si observa una expansión de la Tabla Periódica de los Elementos llamada Tabla de Isótopos, aprenderá que cada elemento en la Tabla Periódica tiene lo que podría llamar hermanos y hermanas, elementos con exactamente la misma cantidad de protones (por lo que son todos miembros de la misma familia de elementos) pero con un número diferente de neutrones en el núcleo.

La razón por la que no vería valores integrales para los pesos atómicos es porque muchos elementos tienen dos o más isótopos estables y naturales. Esto significa que cuando el elemento se purifica, la muestra contiene x por ciento de un isótopo e y por ciento de un isótopo más ligero o más pesado. Entonces, cuando se mide el peso atómico de ese elemento en particular, es el promedio de los pesos atómicos de todos los isótopos estables en esa muestra.

Por ejemplo, el hierro (Fe) tiene cuatro isótopos estables: Fe-54 (5.8%), Fe-56 (91,8%), Fe-57 (2.1%) y Fe-58 (0.3%). Entonces, el peso atómico de una muestra de hierro que contiene los cuatro isótopos estables es el promedio ponderado de los cuatro y se muestra en la Tabla Periódica como 55.845.

Sin embargo, el peso atómico de cada isótopo individual es muy cercano a un número integral: la suma de los pesos de sus protones, neutrones y (en un grado muy pequeño) sus electrones.

Responder:

Muestran la masa atómica promedio de todos los isótopos.

Explicación:

Al igual que con el cloro, algunos tienen una masa de 35, otros tienen una masa de 37.
3/4 del cloro es 35 el resto es 37.
Esto significa que la mayoría de los átomos de cloro son 35, por lo que la masa atómica promedio es 35.5.
Si la abundancia es 50:50, la masa atómica promedio sería 36.

¡LA NATURALEZA ES MUY ALEATORIA, y no permite que tal cosa suceda! 😛

¡Vota, si lo consigues!

La masa atómica de los isótopos es un número entero. Lo que ves en la tabla periódica es en su mayoría un promedio ponderado, por fracción numérica, de los isótopos de un elemento en particular. Tome azufre, que tiene cuatro isótopos estables. Calculo 32.09 amu mientras que mi tabla periódica favorita, Dynamic Periodic Table, reclama 32.06 unidades de masa atómica. Las fracciones molares tienen cierta variabilidad.

NÓTESE BIEN. J Home (dialecto final de APL de Ken Iverson)

NÓTESE BIEN. Producto puntual de las masas de los principales isótopos de azufre

NÓTESE BIEN. con sus fracciones moleculares aproximadas

32 33 34 36 + /. * 95.02 0.75 4.21 0.02% 100

32.0925

a) Los isótopos de un elemento tienen diferentes números de neutrones en el núcleo, por lo que el peso atómico del elemento refleja los porcentajes de isótopos en esa muestra del elemento.

b) La masa de un protón o neutrón no es exactamente 1: la medición de las masas se ha perfeccionado a lo largo de los años.

c) Hay energía de unión de protones y neutrones representados como una pérdida de masa. Las masas de protones y neutrones en los elementos ligeros son mayores, ya que a través de la fusión pueden crear elementos más estables, perdiendo masa / energía. Y elementos igualmente pesados ​​como el uranio tienen protones y neutrones con mayor masa, ya que a través de la fisión pueden crear elementos más estables, perdiendo masa / energía. Los elementos en el “centro” de la tabla periódica son más estables y tienen los protones y neutrones más ligeros.

Los pesos atómicos generalmente no son enteros.

Como todos sabemos que hay neutrones, protones y electrones dentro de un átomo.

Estas partículas subatómicas constituyen la masa del átomo, y sus masas son

No es un número entero.

Masa de electrones (en reposo) = 9.1 x 10 ^ -31 kg = 0.000548579909 amu

Masa de protón = 1.67 x 10 ^ -27kg = 1.008664 amu

Masa de neutrones = 1.67 x 10 ^ -27 kg = 1.00727647 amu

Entonces, está bastante claro que la suma de la masa de estas partículas no te dará un número entero. 😉

Hay al menos dos razones.

Una es que la mayoría de los elementos ocurren en la naturaleza como una mezcla de diferentes isótopos. Por ejemplo, el isótopo más común del hierro tiene 26 protones y 30 neutrones, pero alrededor del 8% del hierro natural consiste en isótopos más ligeros o más pesados, con la misma cantidad de protones (eso es lo que los convierte en hierro) pero más o menos neutrones. . La masa atómica del hierro puede expresarse como un promedio ponderado de las masas atómicas de sus isótopos.

Otra es que la masa de un núcleo no es solo el número de nucleones (protones más neutrones) multiplicado por alguna constante. Los neutrones son un poco más pesados ​​que los protones, y parte de la masa de un núcleo está en su energía de unión , que puede variar de formas que no sé lo suficiente de física para explicar. Este es un efecto menor que la presencia de diferentes isótopos, pero es medible.

Los pesos atómicos de los elementos normalmente no son enteros porque:

1. Las masas atómicas de los átomos normalmente no son enteros (excepto para 12C, es decir, carbono 12), y
2. El peso atómico se toma como el promedio ponderado de las masas atómicas de los isótopos naturales de un átomo .

La mayoría de los elementos tienen más de 1 isótopo (el mismo elemento con diferente número de neutrones en su núcleo). La masa atómica dada es el promedio, meditado por la proporción de cada isótopo visto en la naturaleza.

La masa atómica es el promedio de los isótopos existentes de un átomo, y dado que una multitud de átomos tiene isótopos diferentes, el promedio basado en el porcentaje de frecuencia de ciertos isótopos resultará no ser entero. Algunos elementos están muy cerca de ser números enteros porque tienen isótopos que son muy raros y, como tales, afectan menos la masa. Otros pocos, como el tecnecio, por ejemplo, son sintéticos y no tienen isótopos descubiertos, por lo que solo hay un valor para la masa que podrían usar, de ahí su número total de masas atómicas.

Espero que esto haya ayudado!

Ah espera! Deberías llamarlo masa atómica, el peso es un concepto diferente

Al llegar a su pregunta, la masa de un átomo podría ser un número entero depende del sistema de unidades que elija.

Solo para hacerte una idea aproximada aquí hay un ejemplo

si dice que la masa de un protón es 1/12 de la masa del átomo de carbono 12, entonces para el carbono 12 sería 1 y eso es un número entero, pero si lo mide en gramos de otra cosa, puede que no sea un número entero (espero que tenga esta)

Los pesos atómicos no son enteros exactos porque parte de la masa se convierte en energía cuando los protones se combinan para formar un nuevo elemento.