Andrea ha scritto:
Gentile professoressa, sono alle prese con le tabelle che esprimono le masse atomiche degli isotopi; se è semplice comprendere perchè la massa del C-12 sia proprio 12, non è altrettanto ovvio che la massa dell'N-14 sia 14,00307, oppure che quella dell'O-16 sia addirittura inferiore a 16, cioè 15,99491! (dal Valitutti, pag. 142). La mia idea è che c'entri il "difetto di massa" e che esso non sia proporzionale al numero di massa... Che ne dice?
Altro dubbio riguarda il contributo che gli elettroni danno alla misurazione delle masse: lo spettrometro non misura forse solo le masse dei nuclei? Su un testo universitario, invece, trovo scritto che in pratica quello che viene pesato è l'isotopo intero. Se così fosse, per atomi molto pesanti il contributo degli elettroni non sarebbe trascurabile. In definitiva, l'unica cosa che sono riuscito a comprendere è il ruolo della media ponderata delle masse dei diversi isotopi nel valore che poi viene inserito nella tavola periodica.
Grazie mille anticipatamente!
La risposta è questa:
Come hai correttamente intuito, i valori delle masse isotopiche risentono del difetto di massa. Per difetto di massa si intende la differenza tra la somma delle masse dei singoli nucleoni che costituiscono il nucleo e la massa effettiva del nucleo stesso. Quando i nucleoni si aggregano in un nucleo, si libera una grande quantità di energia (energia nucleare) ma contemporaneamente scompare una equivalente quantità di massa (la relazione che lega il difetto di massa m all’energia E che si libera è E = mc2, dove c è la velocità della luce nel vuoto).
L’energia che si libera quando i nucleoni si aggregano dipende dal tipo di nucleo che vanno a formare; per esempio, l’energia che si libera per ogni nucleone che si aggrega è più grande se va a costituire un nucleo di ferro e più piccola se va a costituire un nucleo di elio.
Per quanto riguarda lo spettrometro di massa, esso consente di determinare la massa degli ioni positivi E+ che si formano ionizzando gli atomi della specie E. Nel valore misurato è quindi compresa la massa di tutti gli elettroni, meno uno. La massa così misurata corrisponde in pratica a quella dell’isotopo nel suo complesso, e non a quella del suo nucleo. Il contributo degli elettroni alla massa atomica è comunque poco rilevante: ti basti pensare che i 92 elettroni dell’uranio-238, la cui massa atomica è 238,05 u, hanno una massa totale di 5,05×10-2 u.