Sia gli atomi che le molecole
sono oggetti troppo piccoli per pensare di poterne misurare la massa con una comune bilancia. Le masse atomiche utilizzate nella pratica comune si chiamano masse atomiche relative.
Il punto di partenza per la
costruzione di questa scala relativa è stato lo studio di reazioni tra gas effettuato
nel 1811 da Amedeo Avogadro e che ha
portato alla definizione del principio di
Avogadro:
Volumi uguali di gas diversi,
alla stessa pressione e temperatura, contengono lo stesso numero di molecole.
Ciò comporta che se si misurano
le masse di due gas aventi lo stesso volume e che si trovino nelle stesse
condizioni, e se ne calcola il rapporto, il valore ottenuto rappresenta il
rapporto tra le masse di due singole molecole o anche tra due singoli atomi dei
gas.
Nel caso dell’ossigeno e
dell’idrogeno questo valore è uguale è 16. Infatti 1 litro di ossigeno ha la
massa di 1,43 g e 1 litro di idrogeno ha la massa di 0,089 g, il rapporto è:
mO /mH = 1,43 g / 0,089 g =
= massa di 1 molecola O2
x n molecole O2 / massa di 1 molecola H2 x n molecole H2
=16.
ovvero una molecola di ossigeno è
16 volte più pesante di un molecola di
idrogeno, e poiché entrambi i gas hanno molecole biatomiche, anche un atomo di
ossigeno è 16 volte più pesante di un atomo
di idrogeno.
Il primo atomo preso come
riferimento per il calcolo delle masse atomiche relative è stato proprio
l’idrogeno e Dalton compilò
la prima tabella delle masse atomiche degli elementi conosciuti, prendendo come
riferimento l’atomo di idrogeno.
Dal 1961 il SI ha scelto come
riferimento l’atomo di carbonio e, più precisamente, la dodicesima parte di un atomo dell’isotopo 12
del carbonio. 1 u (o uma o dalton) è
pari a 1/12 della massa di un atomo di 12 C.
La massa atomica relativa di un
atomo (detta anche peso atomico) è la sua massa espressa in u, ed è riportata
sulla tavola periodica.
La massa molecolare relativa, o peso molecolare (PM), è la somma dei pesi atomici (PA) degli atomi che compaiono nella molecola.
Seguono
esempi di calcolo:
 |
| Calcolo del peso molecolare dell'acqua |
In alcuni casi nella formula
compaiono delle parentesi con un indice in basso a destra. Ciò che è contenuto
nella parentesi va moltiplicato per l’indice
PM [Fe(OH)2 ] = PM (FeO2H2)
= PA(Fe) x1 + PA(O) x 2 + PA (H) x 2 = 55,85 + 32,00 + 2,016 = 89,87 u
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