FrançaisFR⌄
Masse atomique
La valeur de masse affichée dans une case du tableau périodique demande un peu d’attention : elle ne correspond ni au numéro atomique, ni nécessairement au nombre de masse d’un isotope précis.
La masse atomique relative n’est pas le nombre de masse d’un isotope
Un isotope possède un nombre de masse A entier, égal au total protons + neutrons. La masse atomique relative d’un élément, elle, dépend des masses de ses isotopes et de leur abondance dans l’échantillon de référence. C’est pourquoi la valeur affichée dans le tableau est souvent décimale.
Entier propre à un nucléide précis.
Masse réelle relative d’un isotope ; elle n’est pas exactement égale à A.
Moyenne pondérée selon la composition isotopique.
La masse atomique relative Ar est une grandeur sans dimension.
Le cas du chlore
Le chlore naturel contient principalement ³⁵Cl et ³⁷Cl. Sa masse atomique relative standard est donc proche de 35,45, valeur située entre les masses de ces deux isotopes. Cela ne signifie pas qu’un atome individuel de chlore contient « 35,45 nucléons ».
Chaque isotope contribue selon son abondance. Une moyenne simple 50/50 serait incorrecte si les abondances réelles ne sont pas égales.
Masse atomique standard et variabilité naturelle
Pour certains éléments, la composition isotopique varie suffisamment selon l’origine de l’échantillon pour que l’IUPAC publie un intervalle de masses atomiques standard plutôt qu’une unique valeur fixe. La chimie isotopique réelle peut donc être plus subtile qu’un nombre unique dans une case.
- Listez les isotopes pertinents.
- Convertissez les abondances en fractions.
- Multipliez chaque masse isotopique par sa fraction.
- Additionnez les contributions.
A décrit un noyau précis ; Ar décrit une masse relative moyenne liée à la composition isotopique.
Numéro atomique, nombre de masse et masse atomique
| Grandeur | Ce qu’elle représente | Exemple |
|---|---|---|
| Numéro atomique Z | Nombre de protons du noyau | Na : Z = 11 |
| Nombre de masse A | Protons + neutrons d’un isotope donné | ²³Na : A = 23 |
| Masse atomique | Masse associée à un atome ou valeur moyenne pondérée selon le contexte | Na ≈ 22,990 |
Les éléments naturels peuvent être des mélanges d’isotopes
Pour de nombreux éléments, plusieurs isotopes sont présents naturellement. La masse atomique standard tient compte de leurs masses et de leurs abondances dans les matériaux terrestres usuels. Elle peut donc être comprise comme une moyenne pondérée, et non comme le nombre de nucléons d’un seul noyau.
Le chlore naturel contient principalement les isotopes ³⁵Cl et ³⁷Cl. La valeur indiquée dans le tableau se situe donc entre 35 et 37, autour de 35,45 selon la convention et les données utilisées.
La valeur du tableau dépend de ce que l’on veut décrire
Les tables scientifiques peuvent indiquer une masse atomique standard, une masse atomique relative ou, pour certains éléments sans isotopes stables caractéristiques, le nombre de masse d’un isotope représentatif entre crochets. Il faut donc lire la légende du tableau utilisé.