Creo que realmente estás buscando la masa atómica relativa de un elemento, también conocido como su peso atómico, que es la masa atómica escalada a 12 Da para los átomos ¹²C del estado fundamental individual, por lo que es adimensional, no la masa atómica del elemento , que tiene dimensión de masa.
La masa atómica relativa puede referirse a los núclidos individuales o puede referirse a un elemento cuando involucra un promedio ponderado de las masas atómicas relativas sobre todos los isótopos del elemento, por lo que se debe tener cuidado para evitar la ambigüedad en la comunicación; el peso atómico tiene el potencial de la misma ambigüedad de un isótopo en comparación con el elemento en su conjunto; sin embargo, la práctica más común es usar masa atómica relativa para un isótopo y peso atómico para un elemento. Esta es una tarea que se lleva a cabo oficialmente cada dos años por la Comisión sobre Abundancias Isotópicas y Pesos Atómicos (CIAAW) de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC). Buscan en la literatura las mediciones más recientes de masas atómicas relativas de isótopos y abundancias relativas de isótopos. Evalúan la calidad de esos datos y se fusionan con los datos anteriores. Las incertidumbres relativas de los datos de masa atómica se evalúan como desviaciones estándar y luego se rellenan con un factor 6. Las abundancias isotópicas se manejan como fracciones decimales, y la suma sobre todos los isótopos de cualquier elemento es 1. Debido a diversos procesos químicos y físicos que pueden favorecer isótopos más pesados o más ligeros, para algunos elementos las abundancias isotópicas varían significativamente de una muestra a otra de material terrestre natural; los límites inferior y superior se colocan en esas variaciones, y se utilizan para calcular un intervalo de peso atómico, a diferencia de un solo número, para dichos elementos. Para los elementos que no tienen una amplia variación de las abundancias isotópicas, se puede usar un solo valor en lugar del límite del intervalo y se evalúa la incertidumbre sobre ese valor.
La fórmula que se usa para el peso atómico del elemento E es:
[math] A _ {\ text {r}} (E) = \ sum_ {i = 1} ^ {n} f (E_i) A _ {\ text {r}} (E_i) [/ math], donde
[math] n [/ math] es el número de isótopos naturales del elemento [math] E [/ math],
[math] E_ {i} [/ math] es el número de isótopo [math] i [/ math] de [math] n [/ math] del elemento [math] E [/ math],
[math] f (E_i) [/ math] es la frecuencia relativa de aparición del isótopo [math] E_ {i} [/ math],
[math] A _ {\ text {r}} (E_i) [/ math] es la masa atómica relativa del isótopo [math] E_ {i} [/ math].
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La frecuencia relativa es relativa a la suma de todos los isótopos del elemento [math] E [/ math] siendo 1;
La masa atómica relativa es relativa a un átomo ¹²C de estado base libre que tiene un valor de 12.
La tabla más reciente para las abundancias isotópicas utilizadas en la evaluación de pesos atómicos se proporciona en Abundancias isotópicas.
La tabla más reciente para las masas atómicas relativas de los isótopos utilizados en la evaluación de los pesos atómicos se proporciona en la Comisión sobre Abundancias Isotópicas y Pesos Atómicos.
Las fórmulas de propagación de errores se utilizan para evaluar la incertidumbre del peso atómico resultante del elemento. Ese valor se redondea a un número apropiado de dígitos significativos de acuerdo con esa incertidumbre. Este resultado final se conoce como el peso atómico estándar de ese elemento. Solo se incluyen aquellos elementos que tienen una abundancia significativa de ocurrencia en la superficie de la Tierra con composiciones isotópicas razonablemente consistentes. Los elementos que solo tienen isótopos radiactivos que son de corta duración (por lo tanto escasos) o que varían enormemente en las abundancias isotópicas no tienen valores estándar de peso atómico asignados, es decir, los elementos 43, 61, 84–89 y 93 y superiores.
Los últimos valores informados (2015) se pueden encontrar en Pesos atómicos estándar. Esto aún no se ha publicado formalmente (probablemente ocurrirá en 2018), por lo que solo se incluyen datos clave, sin descripción.
Los últimos valores publicados formalmente son los de 2013 en Pesos atómicos de los elementos 2013 (Informe técnico de la IUPAC): Química pura y aplicada, que contiene muchas más descripciones y detalles de los que he dado.
Algunos malentendidos comunes:
La masa atómica relativa no es lo mismo que el número de masa atómica. Ambos son cantidades sin dimensiones. El número de masa atómica es el recuento total de protones y neutrones en cualquier nucleido (isótopo) y, al ser un recuento, siempre es un valor entero. Los nucleidos particulares se identifican por el número atómico (número de protones, que es el mismo para todos los isótopos de un elemento) y / o el nombre / símbolo del elemento, combinado con el número de masa atómica, como el carbono 12 o el ¹²C, que tiene un número de masa atómica de 12, que significa 12 nucleones (protones y neutrones), de los cuales 6 son protones (porque el carbono tiene el número atómico 6) y el resto (12 – 6 = 6) son neutrones. La masa atómica relativa es la masa real de un solo átomo que se ha medido experimentalmente (generalmente mediante un espectrómetro de masas) dividida por la masa de un átomo ¹²C en estado fundamental libre y multiplicada por 12: el adjetivo “relativo” se refiere a las medidas de escalamiento relativos a la masa de ¹²C definida como exactamente 12 Da. Debido a que la masa atómica relativa es la relación de dos masas, la masa atómica relativa no tiene dimensiones (a diferencia de la masa atómica, que es un valor de masa real, generalmente expresado en daltons o, de manera equivalente, en unidades de masa atómica unificadas (símbolo u) – la amu fue abrogada en 1961). El valor actualmente recomendado para:
* la masa de un protón es (1.007 276 466 879 ± 0.000 000 000 091) Da),
* la masa de un neutrón es (1.008 664 915 88 ± 0.000 000 000 49) Da, y
* la masa de un electrón es (0.000 548 579 909 070 ± 0.000 000 000 000 016) Da.
Tenga en cuenta que las masas del protón y el neutrón son cada una ligeramente más grandes que 1 Da, pero cada nucleón cuenta exactamente con 1 en el número de masa atómica; la masa del electrón es ligeramente mayor que 0, pero cada electrón cuenta para 0 en el número de masa atómica. Por lo tanto, podríamos esperar que la masa atómica relativa sea siempre un poco más grande que el número de masa atómica. Bueno, hay otro efecto llamado energía de enlace, donde parte de toda esa masa debe convertirse en energía y emitirse, para que el átomo sea estable y no esté sujeto a romperse fácilmente. La masa combinada de 6 protones, 6 neutrones y 6 electrones es aproximadamente 12.098 939 78 Da, que es 0.098 939 78 Da mayor que la masa real de un átomo ground²C de estado fundamental libre que se define como exactamente 12 Da (el dalton se define para que sea cierto, es decir, 1 Da = 1/12 de la masa de un átomo ¹²C de estado fundamental libre). Esa cantidad de masa que se ha perdido al convertirse en energía y emitirse es la masa de unos 180 electrones. Ese desplazamiento lleva la masa atómica relativa de cualquier átomo a 0,1 del número de masa atómica para todos excepto los átomos más pesados (fermio y superiores) que se han observado, y ninguno supera el número de masa atómica en más de 0,25. Por lo tanto, para todos los átomos observados, el número de masa atómica es la masa atómica relativa redondeada al número entero más cercano. Solo ¹²C tiene un valor entero exacto para la masa atómica relativa, y ese se debe a la definición de dalton. Muchas personas utilizan incorrectamente el término masa atómica cuando se refieren al número de masa atómica. Dos de las tres personas que ya respondieron la pregunta en el momento de mi respuesta cometieron este error y parecían haberse confundido y, como resultado, se habían contradicho; la tercera persona utilizó la terminología correctamente, pero pensó incorrectamente que para determinar el peso atómico de un elemento se supone que debe usar el número de masa atómica para cada isótopo en lugar de la masa atómica relativa real.
Entonces, ¿cómo encuentras el peso atómico estándar de un elemento? Deje que el IUPAC CIAAW haga todos los cálculos y busque sus valores en Pesos atómicos estándar.