Il numero di massa di un elemento chimico viene indicato con la lettera "A" e rappresenta il numero di nucleoni – ovvero la somma di protoni e di neutroni – presenti nel nucleo. Spesso associato a questo concetto c'è quello di numero atomico (Z) che, invece, rappresenta il numero di protoni in un atomo – è quello che ci permette di ordinare gli elementi sulla tavola periodica. Per ottenere il numero di neutroni di un atomo, quindi, è necessario fare la sottrazione tra questi due numeri (cioè n°neutroni=A-Z).
Ma tornando al numero di massa, a cosa serve esattamente questa unità di misura? E perché non si considerano anche gli elettroni per calcolare la massa atomica?
La massa atomica in kg
La massa di un protone vale 1.6726 · 10-27 kg e la massa di un neutrone è molto simile, equivale a 1.6749 · 10-27 kg. La massa di un elettrone, invece, vale soltanto 9.11 · 10-31 kg. L’elettrone è, quindi, 1800 volte più leggero di un protone o di un neutrone, e la sua massa è spesso trascurabile. Ecco perché nel numero di massa non vengono considerati gli elettroni!
Per studiare gli atomi è stato quindi deciso di introdurre un parametro detto unità di massa atomica unificata (amu), pari a 1.6605 · 10-27 kg, cioè un valore molto simile alla massa del protone e del neutrone. Infatti, la massa atomica non viene quasi mai espressa in kg, ma viene valutata con un valore relativo, chiamato massa atomica relativa o peso atomico.
La massa atomica relativa corrisponde alla massa totale dell’atomo considerato (in kg), considerando elettroni, neutroni e protoni, diviso un'unità di massa atomica amu, e dunque è adimensionale.
In altre parole: massa atomica relativa = massa atomica totale [kg] / amu [kg]
Il numero di massa
La massa atomica relativa si avvicina molto al numero di massa a causa della trascurabilità della massa elettronica e alla somiglianza tra amu e massa di un protone e di un neutrone. Quindi sia la massa atomica relativa che il numero di massa rappresentano in qualche modo il numero totale di protoni e neutroni contenuti all’interno dell’atomo.
Il numero di massa viene identificato con la lettera A e viene indicato in alto a sinistra della lettera che rappresenta l'elemento chimico.
Un caso particolare è quello dell'idrogeno. Questo elemento esiste in natura in tre forme differenti, chiamate isotopi. Si differenziano in base al numero di neutroni contenuti e, dunque, hanno masse differenti. Esiste il prozio con un solo protone e, dunque, con A = 1. Poi vi è il deuterio con un protone ed un neutrone e, dunque, massa A = 2. Infine, il trizio con un protone e due neutroni ha A = 3.
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