Me encuentro recurriendo a la capitalización; No te estoy gritando, solo enfatizo partes importantes de las definiciones. No existe una fórmula a = z + n: los físicos capitalizan la fórmula por una buena razón (hace mucho tiempo se quedaron sin símbolos y reutilizan mucho las cosas). Pero es cierto que tienden a disfrutar de confundir a la gente común en un intento de establecer y mantener su experiencia
En la fórmula A = Z + N, A NO es la masa de un átomo, es el NÚMERO de masa atómica. El número de masa atómica ni siquiera es la masa de los neutrones + protones, y mucho menos los electrones. Es simplemente el recuento del número de protones (Z) y neutrones (N) en el átomo (o isótopo) de interés. La Z define el tipo químico y el nombre del átomo, y la N define los isótopos de ese átomo.
La suma (A = Z + N), casi pero no exactamente, se correlaciona exactamente con la masa atómica relativa real de un átomo / isótopo. La razón del “casi” se explica a continuación.
- Además de los electrones, ¿están los protones involucrados en la electricidad?
- ¿Cuántos protones hay en el hidrógeno-3?
- ¿Cómo sabemos que un protón consta de tres quarks?
- ¿Hay alguna posibilidad de que dentro de cada átomo o protón / neutrón haya una pieza de antimateria?
- ¿Los protones emiten constantemente la partícula que comunica la fuerza fuerte?
A continuación tenemos la unidad de masa atómica unificada que se define exactamente como 1/12 de la masa de un átomo de 12C, INCLUYENDO sus electrones, pero no unida a ningún otro átomo, y en su estado fundamental cuántico. Es una de esas unidades SI no estándar aprobadas para su uso si siente la necesidad de usarla realmente. Es más o menos lo mismo que la unidad de masa atómica, que fue relegada como una unidad en 1961.
Entonces, hay exactamente 12 Da (daltons) de unidad de masa atómica unificada en un átomo de 12C, que es el número de masa atómica para 12C por 1 Da. El dalton es una unidad de masa igual a aproximadamente 1.66e-27 kilogramos.
Entonces, ¿multiplicas el número de masa atómica por el dalton para obtener la masa de cualquier átomo / isótopo? No. Solo funciona exactamente para 12C, pero obtendrá una estimación bastante buena para otros átomos. Cuando el carbono está unido en una molécula, o en un estado cuántico excitado, o en un estado cargado, ¡ni siquiera es exacto para 12C!
Solo es aproximado para otros átomos / isótopos porque las masas de neutrones y protones + electrones son ligeramente diferentes entre sí, y tienen energías de unión promedio ligeramente diferentes a medida que agrupa más y más de ellos en átomos de mayor masa. Por lo tanto, hay pequeñas correcciones para descansar la masa para la energía de unión y la relación protón / neutrón más allá de solo sumar más de lo mismo.
El número que está buscando es la masa atómica relativa (u), que incluye estas correcciones. Es exactamente igual al peso atómico, pero el peso atómico es un término obsoleto que se usaba cuando los físicos se entusiasmaban por confundir infinitamente a las personas al usar el peso y la masa en lugar de la fuerza y la masa, y dejarse llevar por el “miedo” de ser los “expertos” que sabía cómo desentrañar la confusión que ayudaron a crear.
La masa atómica relativa es igual a la masa real en kilogramos de una muestra, dividida por la masa real en kilogramos de átomos de 12C, si cada átomo de la muestra se reemplazó con un estado fundamental no unido, un átomo de 12C neutro, dividido por 12.
La masa atómica relativa es un número real relativo adimensional (una medida), a diferencia del número de masa atómica que es un número natural absoluto adimensional (un recuento). Los dos son aproximadamente iguales (a menudo lo suficientemente cerca para un químico o ingeniero), pero no exactamente iguales.
Entonces, la masa atómica relativa de un átomo de 12C en estado fundamental neutro no unido es exactamente 12 u, mientras que la masa atómica relativa de 1H es 1.007825 u. Ambas mediciones incluyen los electrones necesarios para hacer que el átomo / isótopo sea neutral en carga.
Ahora volvamos a confundir las cosas (¡si no hay una palabra así, debería haberla!) Si buscas la masa atómica relativa de Carbono, obtienes 12.0107 u. WTF? Bueno, en el caso de que el número de masa atómica NO se cite, se supone que el elemento es una mezcla de todos los isótopos de carbono que se encuentran en una muestra natural “promedio”.
En este caso en el mundo real, el carbono se presenta como una mezcla de principalmente 12 ° C y algunos 13 ° C (y en ocasiones extrañas cantidades muy pequeñas de otros 13 isótopos inestables que se descomponen a diversas velocidades en varias otras cosas). Entonces, el 13C que tiene una masa atómica relativa de 13.003355 u hace que una muestra promedio de carbono tenga una masa relativa promedio de 12.0107 u, no 12 u.
Además, casi nunca se encuentran átomos de carbono neutros no unidos en su estado fundamental cuántico, por lo que incluso para una muestra pura de 12C (utilizada para formar, por ejemplo, dióxido de carbono), la masa relativa de carbono real en el gas sería muy ligeramente superior a 12 u.
Como dije, a los físicos les gusta confundir y mezclar términos, y solo tienes que lidiar con su inclinación por parecer pedante; es realmente necesario si desea definir algo con precisión y no confundirlo con otra cosa que sea ligeramente diferente.
Mi consejo: en física, aprenda la definición precisa de un término, y no piense que puede resolverlo a partir del significado del lenguaje común de las palabras individuales combinadas en un sentido común.
