O que é e como encontrá-la
A massa atômica, como o nome já sugere, é a massa de um átomo expressa pela unidade “u”. Como os átomos são partículas extremamente pequenas e invisíveis ao olho nu, não é possível medir as suas massas através de balanças. Para resolver essa questão, na convenção da IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada) adotou-se uma unidade padrão que corresponde a 1/12 da massa do isótopo 12 do elemento carbono.
Dessa forma, a massa de um átomo – medida através da unidade de massa atômica (u) – equivale a quantas vezes esse átomo é maior que 1/12 da massa do carbono-12. Esse elemento é usado como referrncial porque é o isótopo – átomos que possuem o mesmo número atômico (Z), mas diferem pelo número de massa (prótons + nêutrons) – de carbono mais abundante e apresenta na sua estrutura seis prótons e seis nêutrons (total de número de massa igual a 12).
Quando falamos que massa atômica do nitrogênio é 14 u, por exemplo, significa que sua massa é 14 vezes maior que 1u (1/12 da massa de 1 átomo do carbono-12).
Como encontrar a massa atômica na tabela periódica?
Na tabela periódica, a massa atômica costuma ficar logo abaixo do símbolo do elemento químico. No entanto, vale destacar que os valores apresentados são baseados em cálculos de média ponderada. Isso acontece porque cada elemento possui um conjunto de átomos com o mesmo número atômico, mas dentro desse próprio conjunto existem os isótopos. Ou seja, átomos com o mesma quantidade de prótons (número atômico), mas que se distinguem pela quantidade de nêutrons, o que gera um número de massa diferente, assim como o valor da massa atômica.
Por esse motivo, a massa atômica do elemento é o resultado de um cálculo que leva em consideração a massa de cada um dos seus isótopos e a proporção com que eles aparecem na natureza. Entenda melhor no exemplo a seguir:
O cloro, cujo número atômico é 17, tem dois isótopos: um com massa 34,96885 u e outro com massa 36,96590 u. Qual é o valor da sua massa atômica?
Passo 1: descobrir o percentual encontrado na natureza de cada um dos isótopos (massa 35 = 75,76%/ massa 37 = 24,24%)
Passo 2: calcular a média ponderada desses isótopos
MA = 34,96885 . 75,76%) + (36,96590 . 24,24%) / 100
MA = (2.649,240076 + 896,053416) / 100
MA = 3.545,293492/ 100 = 35,453
Em virtude da regra de intervalo de valores assumida IUPAC, a massa atômica do cloro que aparece na tabela é 35,45 u. Em cálculos que não existem grandes precisões, o valores das massas podem ser arredondados.
Relações com a massa molecular e a massa molar
A massa molecular (MM) corresponde à soma das massas das moléculas que compõem as substâncias. A molécula da água (H2O), por exemplo, é formada por dois átomos de hidrogênio (H) ligados a um átomo de oxigênio (O). Sendo assim, para saber a sua massa molecular, basta consultar na tabela periódica a massa atômica de cada elemento e realizar a soma dessas massas. Logo:
MM (H2O) = (1 u . 2) + (16 u . 1)
MM (H2O) = 18 u
Já a massa molar é a massa encontrada em mol, unidade padrão utilizada para medição da quantidade de matéria. De acordo com a constante de Avogadro, a quantidade de partículas elementares (átomos, moléculas, íons, elétrons, prótons) presentes em 1 mol de qualquer tipo de substância é o valor de 6,02 × 10²³.
Dessa forma, a massa molecular e a massa molar têm valores iguais, mas são apresentadas com unidades diferentes. Retomando o caso da água, a sua molécula tem massa igual a 18 u e a massa molar 18 g/mol. Como 1 mol é sempre 6,02 . 10²³, é possível descobrir a massa em gramas de um dos átomos de qualquer elemento químico por meio da divisão da massa molar pela constante de Avogadro.