Unidade
7
Estrutura atómica
Unidade
7
Estrutura atómica
7.4 Massa atómica relativa
A massa é uma propriedade de toda a matéria.
A farinha, os ovos e a colher possuem massa que pode
ser determinada utilizando uma balança.
E os átomos que constituem a matéria? Também têm massa?
Podemos utilizar uma balança como a da figura
para determinar a massa de um átomo?
O hidrogénio-1 (prótio) é, de entre os átomos,
o que tem menor massa.
1
H
1
Este átomo é constituído apenas por um protão e um eletrão.
A sua massa é, aproximadamente, 1,67 × 10–27 kg.
A massa dos átomos é tão pequena que
não pode ser medida numa balança.
Também não é prático expressar a massa dos átomos
em quilogramas, por isso é estabelecida por
comparação com um padrão.
Atualmente, o padrão utilizado é o átomo de carbono-12:
Considera-se que o átomo de carbono-12
tem 12 unidades de massa atómica (u);
12
6
C
1/12 do carbono -12
(1 u)
Divide-se o átomo em 12 partes iguais;
Cada parte tem 1 unidade de massa atómica;
A massa dos restantes átomos é estabelecida
por comparação com a massa de uma só parte.
Átomo de carbono-12
(12 u)
Para conhecer a massa dos átomos, determina-se a relação
entre as massas de dois átomos — massa atómica relativa (Ar).
A tabela seguinte indica a massa atómica relativa (Ar)
de alguns elementos:
Elemento químico
Ar
Hidrogénio (H)
1,008
Lítio (Li)
6,941
Oxigénio (O)
16,00
Sódio (Na)
22,99
Magnésio (Mg)
24,305
A massa de um átomo de oxigénio é, em média, 16 vezes maior
do que a massa de 1/12 do átomo de carbono-12.
Massa do átomo de oxigénio = 16 ×
1/12 do átomo
de carbono-12
A tabela seguinte indica a massa atómica relativa (Ar)
de alguns elementos:
Elemento químico
Ar
Hidrogénio (H)
1,008
Lítio (Li)
6,941
Oxigénio (O)
16,00
Sódio (Na)
22,99
Magnésio (Mg)
24,305
A massa de um átomo de sódio é, em média, 22,99 vezes maior
do que a massa de 1/12 do átomo de carbono-12.
Massa do átomo de sódio = 22,99 ×
1/12 do átomo
de carbono-12
Como determinar a massa atómica relativa média
de um dado elemento?
A maioria dos elementos ocorre na Natureza
como uma mistura de isótopos.
Como os isótopos de um dado elemento têm
diferente número de neutrões, têm também
massas isotópicas relativas diferentes.
O lítio apresenta dois isótopos estáveis:
6
3
Li
7
Li
e
3
Número de neutrões: 3
Número de neutrões: 4
Número de protões: 3
Número de protões: 3
Os isótopos têm número de partículas diferente
no núcleo e, por isso, têm massa isotópica
relativa diferente.
Além disso, a abundância dos isótopos
na Natureza é diferente, pois 92,58 % do lítio
existente é lítio-7 e apenas 7,42 % é lítio-6.
Isótopo
Massa isotópica
relativa
Abundância relativa
(%)
6
Li
3
6,015
7,42
7
Li
3
7,016
92,58
O lítio apresenta dois isótopos estáveis:
6
3
Li
7
Li
e
3
Número de neutrões: 3
Número de neutrões: 4
Número de protões: 3
Número de protões: 3
A massa atómica relativa do lítio é dada por:
6,015 × 7,42 + 7,016 × 92,58 = 6,941
Ar(Li) = ________________________
100
Isótopo
Massa isotópica
relativa
Abundância relativa
(%)
6
Li
3
6,015
7,42
7
Li
3
7,016
92,58
Massa molecular relativa
As moléculas são formadas por átomos quimicamente ligados:
Molécula de água
H2O
2 átomos
de hidrogénio (H)
1 átomo
de oxigénio (O)
Ar(H) = 1,008
Ar(O) = 16,00
A massa das moléculas também pode ser comparada com a unidade de massa atómica relativa.
Obtém-se assim a massa molecular relativa (Mr).
A massa molecular relativa pode ser calculada a partir das massas atómicas relativas
dos elementos cujos átomos constituem a molécula.
As moléculas são formadas por átomos quimicamente ligados:
Molécula de água
H2O
2 átomos
de hidrogénio (H)
1 átomo
de oxigénio (O)
Ar(H) = 1,008
Ar(O) = 16,00
No caso da molécula de água, a massa molecular relativa (Mr) pode ser calculada da seguinte forma:
Mr (H2O) = 2 × Ar(H) + 1 × Ar(O) ⇒
Mr (H2O) = 2 × 1,008 + 1 × 16,00 ⬄
Mr (H2O) = 18,02
Massa da molécula de água = 18,02 ×
1/12 do átomo
de carbono-12
Conclusão
A massa dos átomos é estabelecida por comparação com
a massa de 1/12 do átomo de carbono-12.
Para determinar a massa atómica relativa de um elemento,
devem ser tidos em conta os diferentes isótopos.
De um modo geral:
Abundância rel. X1 × massa isotópica rel. X1 + Abundância rel. X2 × massa isotópica rel. X2 + …
Ar(X) = ______________________________________________________________________________
100
A massa molecular relativa (Mr) é calculada a partir das
massas atómicas relativas (Ar) dos elementos que constituem
a molécula.