A la física de partícules, el nombre màssic d'un àtom és la suma del nombre de protons i neutrons al nucli atòmic, és a dir, de tots els nucleons. En aquest cas, el nombre delectrons al voltant del nucli no es tenen en compte.
Els nucleons poden ser neutrons i protons que són les dues partícules subatòmiques que formen el nucli dun àtom.
El valor del nombre de massa es pot calcular amb la fórmula següent:
Número màssic (A) = nombre atòmic (Z) + nombre de neutrons (N).
No cal confondre el nombre atòmic d'un element amb el nombre màssic. En aquest cas, el nombre atòmic és el número que indica únicament el nombre de protons al nucli.
Representació del número màssic
El nombre de massa d‟un àtom es representa com un superíndex a l‟esquerra del símbol de l‟element, per exemple, 206 Pb. També es fa servir la notació Pb-206.
Aquesta calor es pot representar amb la lletra A (que prové d'alemany Atomgewicht). A la taula periòdica dels elements químics figura la massa atòmica de l' isòtop més estable.
Massa atòmica relativa
D'altra banda, la massa atòmica (relativa) d'un element és una mitjana ponderada sobre els números de massa dels isòtops de l'element. La ponderació es basa en la presència relativa dels isòtops a la natura.
El pes atòmic estàndard és la relació mitjana de la massa atòmica dels diferents isòtops d'aquest element (ponderat per l'abundància) a la unitat de massa atòmica unificada.
Unitat de la massa atòmica
Per expressar la massa d'àtoms i molècules s'utilitzen les unitats uma (unitat de massa atòmica unificada. La uma és una unitat estàndard de massa definida com la dotzena part (1/12) de la massa d'un àtom de carboni-12, no enllaçat i neutre en el seu estat fonamental. Per tant, la massa atòmica dun àtom de carboni és de 12 uma.
Diferència entre nombre màssic i massa atòmica
D'acord amb la definició de nombre màssic, aquest és la suma dels protons i els neutrons d'un àtom. Tot i això, no tots els àtoms d'un mateix element químic tenen el mateix nombre de neutrons, com passa per exemple amb l'urani.
La massa atòmica, en canvi, és un valor mitjà que considera els diferents isòtops de l'element i les seves abundàncies relatives.
Importància del número màssic
Aquesta propietat és essencial per diverses raons:
Determinació de la identitat de l'element
El nombre màssic és una característica única de cada isòtop dun element. Canviar el número màssic canviarà la identitat de l'isòtop i, per tant, de l'element en si mateix. Això és important per classificar i distingir els diferents elements a la taula periòdica.
Propietats químiques i reactivitat
Tot i que el nombre màssic no influeix directament en les propietats químiques d'un àtom (que estan principalment relacionades amb la configuració electrònica), sí que té un impacte indirecte en l'estabilitat i la reactivitat d'un isòtop.
Els isòtops amb nombres màssics molt alts o molt baixos en comparació amb la mitjana poden ser inestables i patir desintegració radioactiva, cosa que pot influir en com interactuen amb altres àtoms en reaccions químiques.
Masses atòmiques relatives
El nombre màssic també s'utilitza per calcular la massa atòmica relativa d'un element en funció dels seus isòtops i les abundàncies relatives a la natura. Aquesta informació és important en química i física per a càlculs estequiomètrics i en diverses aplicacions científiques.
Aplicacions a la física nuclear
A física nuclear, el nombre màssic és un factor clau en l'estabilitat i les propietats nuclears dels nuclis atòmics. Afecta l'energia d'enllaç nuclear, fonamental per comprendre la fissió, la fusió nuclear i altres processos nuclears.
Datació radioactiva
La desintegració radioactiva de certs isòtops està directament relacionada amb els números màssics. Aquests processos s'utilitzen en la datació radioactiva per determinar l'edat de materials arqueològics, geològics i ambientals, cosa que proporciona informació valuosa sobre la història de la Terra i altres objectes celestes.
Tecnologia i aplicacions industrials
La comprensió dels nombres màssics i les propietats dels isòtops és essencial en aplicacions tecnològiques com ara la generació d'energia nuclear, la medicina nuclear, la radioteràpia i la inspecció per radiografia.
Exemples de números màssics
A continuació es mostra una taula amb alguns isòtops rellevants en el context de l'energia nuclear, juntament amb els seus números atòmics i números màssics:
|
Isòtop |
Símbol |
Número Atòmic (Z) |
Número Màsic (A) |
|
Urani-235 |
U-235 |
92 |
235 |
|
Urani-238 |
U-238 |
92 |
238 |
|
Plutoni-239 |
Pu-239 |
94 |
239 |
|
Plutoni-240 |
Pu-240 |
94 |
240 |
|
Torio-232 |
Th-232 |
90 |
232 |
|
Estronci-90 |
Sr-90 |
38 |
90 |
|
Cessi-137 |
Cs-137 |
55 |
137 |
|
Triti (H-3) |
H-3 |
1 |
3 |
|
Deuteri (H-2) |
H-2 |
1 |
2 |
|
Heli-4 |
He-4 |
2 |
4 |
|
Neptuni-239 |
Np-239 |
93 |
239 |
Aquests isòtops són importants en l'energia nuclear a causa de les seves propietats de fissió, fusió i radioactivitat, que són fonamentals per a la generació d'energia elèctrica i altres aplicacions nuclears.