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Numero atomico e numero di massa

Numero atomico e numero di massa: definizione e spiegazione

Numero atomico e numero di massa sono due grandezze necessarie per quantificare il numero di particelle atomiche presenti in un determinato atomo.

Numero atomico

Il numero atomico Z (per info: simbolo del numero atomico) indica il  numero di protoni (p+) presenti nel nucleo di un atomo; atomi di uno stesso elemento hanno lo stesso numero di protoni.

Quindi tra numero atomico ed elemento chimico c'è una corrispondenza biunivoca: ciò significa che a un determinato numero atomico corrisponde un determinato elemento chimico e ad ogni elemento chimico corrisponde un determinato numero atomico. Per esempio: tutti gli atomi di azoto hanno numero atomico 7 e il numero atomico 7 è caratteristico di tutti gli atomi di azoto.

Nella tavola periodica, gli elementi chimici sono ordinati in base al numero atomico crescente. Partendo dall'idrogeno, che ha numero atomico 1, gli elementi chimici sono ordinati spostandoci da sinistra verso destra e dall'alto verso il basso secondo un ordine crescente di numero atomico. Così con il numero atomico 2 abbiamo l'elio, con il numero atomico 3 il litio, con numero atomico 4 il berillio, ecc.

Ricordiamo infine che in un atomo neutro il numero delle cariche positive (protoni) contenute nel nucleo è uguale al numero di elettroni che vi ruotano intorno; quindi, in un atomo neutro, il numero atomico ci indica indirettamente anche il numero di elettroni dell'atomo.

Numero di massa

Il numero di massa A corrisponde invece alla somma tra protoni e neutroni presenti nel nucleo di un atomo (protoni e neutroni sono indicati complessivamente con il termine di nucleoni).

Esistono atomi che pur avendo lo stesso numero di protoni (e quindi appartengono allo stesso elemento chimico) hanno un diverso numero di neutroni: tali atomi sono detti isotopi; essi contengono lo stesso numero di protoni (e quindi di elettroni) ma un diversi numero di neutroni.

Ad esempio, l'idrogeno esiste come miscela di tre isotopi: il prozio (a sinistra della figura seguente), il deuterio (al centro) e il trizio (a destra).

Isotopi dell'idrogeno

Isotopi dell'idrogeno.

Tutti e tre gli isotopi hanno un solo protone (e quindi un solo elettrone) ma si differenziano per il numero di neutroni (0 nel prozio, 1 nel deuterio, 2 nel trizio).

Conoscendo il numero di massa A e il numero atomico Z, è possibile determinare il numero di neutroni n° applicando la seguente formula:

n° = A - Z

in cui:

  • A = numero di massa = numero protoni + numero neutroni
  • Z = numero atomico = numero protoni

Rispetto al simbolo chimico dell'elemento, dove vengono scritti il numero atomico e il numero di massa?

Il numero di massa (A) viene riportato in alto a sinistra del simbolo chimico dell'elemento, mentre il numero atomico (Z) viene evidenziato a sinistra, in basso, del simbolo dell'elemento (visto che il numero atomico Z è in corrispondenza biunivoca con il simbolo chimico dell’elemento può essere sottinteso e quindi omesso).

Per un generico atomo X avente numero atomico Z e numero di massa A, scriveremo:

numero atomico numero di massa

Dove vanno scritti il numero atomico e il numero di massa rispetto al simbolo dell'elemento chimico.

Ricordiamo che atomi aventi lo stesso numero atomico ma diverso numero di massa sono detti isotopi.

Esercizio #1

Un atomo è costituito da 26 protoni e 30 neutroni. Si determini il suo numero atomico e il suo numero di massa.

Svolgimento

Il numero atomico (indicato con la lettera Z) indica il numero di protoni di un atomo; quindi nel nostro caso si ha che: Z = 26.

Il numero di massa (indicato con la lettera A) è la somma tra protoni e neutroni. Quindi nel nostro caso si ha che: A = 26 + 30 = 56

Esercizio #2

Un certo atomo ha numero atomico 17 e numero di massa 37. Si determini il numero di protoni dell'atomo e si stabilisca a quale elemento chimico appartiene.

Svolgimento

Come detto in precedenza, il numero atomico Z corrisponde al numero di protoni mentre il numero di massa A alla somma tra protoni e neutroni. Conoscendo A e Z è possibile determinare il numero di neutroni n° applicando la seguente formula:

n° = A - Z

Pertanto, nel nostro caso si ha:

n° = A - Z = 37 - 17 = 20

Quindi il nostro atomo ha 20 neutroni. Per risalire all'elemento chimico è sufficiente consultare qualsiasi tabella periodica e stabilire che si tratta del cloro.

Esercizio #3

Si determini il numero di protoni, il numero di neutroni e il numero di elettroni di un atomo di zinco che ha numero di massa 64.

Svolgimento

La prima cosa da fare è consultare una tavola periodica per risalire al numero atomico dello zinco. Tale valore risulta essere 30, pertanto per lo zinco Z = 30.

Sappiamo che il numero di protoni è uguale al numero di elettroni, pertanto per lo zinco, anche il numero di elettroni sarà 30.

Per il calcolo del numero di neutroni applichiamo la oramai ben nota formula

n° = A - Z

Nel nostro caso si ha che:

n° = A - Z = 64 - 30 = 34

Pertanto l'isotopo in questione ha 30 neutroni, 30 elettroni e 34 neutroni.

Esercizi

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Quiz sull'atomo

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