L’importanza del numero atomico e del numero di massa negli elementi chimici
Il numero atomico, comunemente indicato con la lettera Z, rappresenta il numero di protoni presenti nel nucleo di un elemento chimico. Si trova nella Tavola Periodica degli elementi sopra il simbolo dell’elemento, ed essendo i protoni carichi positivamente, il numero atomico corrisponde anche al numero di elettroni, che sono carichi negativamente, presenti nell’atomo.
Configurazione elettronica degli elementi
La corrispondenza tra il numero atomico e l’elemento chimico è essenziale per determinare la configurazione elettronica di quest’ultimo. Ad esempio, se il numero atomico è pari a 9, corrisponde all’elemento fluoro, che ha 9 elettroni e la configurazione elettronica 1s2, 2s2, 2p5.
Il numero di massa e gli isotopi
Contrariamente al numero atomico, il numero di massa non fornisce informazioni specifiche sull’elemento. Il numero di massa è la somma dei protoni e dei neutroni presenti nel nucleo. Poiché il numero di protoni è costante per un elemento, il numero di neutroni può variare, creando isotopi – elementi con lo stesso numero di protoni ma diverso numero di neutroni.
Ad esempio, due isotopi con numero di massa 14 sono il carbonio ((^{14}_{6})C) e l’azoto ((^{14}_{7})N), entrambi con 14 unità di massa. Solo conoscendo il numero atomico è possibile identificare l’elemento: se Z = 6, si tratta dell’isotopo del carbonio con 6 protoni e 8 neutroni, mentre se Z = 7, si tratta dell’isotopo dell’azoto con 7 neutroni.
La massa atomica e l’abbondanza isotopica
La massa atomica di un atomo è la sua massa totale, espressa generalmente in unità di massa atomica (a.m.u.). Poiché molti elementi chimici sono costituiti da una miscela di isotopi, è fondamentale considerare l’abbondanza isotopica relativa, che indica la percentuale in massa con cui un isotopo è presente nell’elemento. Calcolare la massa atomica, o peso atomico, di un elemento coinvolge la considerazione di questa abbondanza isotopica.