La masse atomique relative

Les masses des particules et des atomes sont extr�mement petites et difficiles � manipuler exprim�es en kilogramme (kg), l'unit� du syst�me international, dans la vie courante. Il a donc fallut mettre sur pied un autre syst�me permettant d'exprimer la masse des atomes.

I. Le principe

A,B,C et D sont quatre blocs ayant chacun une masse diff�rente. Il est possible cependant, de les comparer en prenant une masse de r�f�rence. Ainsi, si B est "la r�f�rence", on peut dire que :

2	1	0,5	0,25

A a une masse deux fois plus importante que B, C a une masse deux fois plus petite B, ...

II. La masse atomique relative

II.1. Masse atomique relative

C'est sur un syst�me �quivalent que se base la masse atomique relative des atomes.

La masse atomique relative, c'est une comparaison de masse entre atomes. Une masse �talon, c'est � dire la masse � laquelle on compare tous les autres atomes a �t� d�finie. On doit donc comparer la masse de l'atome par rapport � une masse de r�f�rence (�talon).

D�finitions

D�finition exacte

La masse atomique relative d'un atome est le rapport entre la masse de cet atome et le douzi�me de la masse de l'isotope 12 du carbone, choisi comme masse de r�f�rence.

Approximation (3e secondaire)

La masse atomique relative d'un atome est le rapport entre la masse de cet atome et la masse d'un atome d'hydrog�ne (H), choisie comme masse de r�f�rence.

Notation :

 

Masse de r�f�rence (masse �talon) :

Les chimistes ont choisi comme masse de r�f�rence internationale le douzi�me de la masse de l'isotope 12 du carbone (¹²C), qui est une vari�t� particuli�re de carbone.

Toutefois, pour des questions de facilit�s, nous simplifierons dans un premier temps, cette d�finition en choisissant comme masse de r�f�rence la masse de l'atome d'hydrog�ne (H).

Par cons�quent, nous dirons que la masse d'un atome "X" est �gale � 10 fois la masse de r�f�rence.

O� trouvez la masse atomique relative d'un �l�ment ?

La masse atomique relative d'un �l�ment (A_r) est reprise dans la case de l'�l�ment au sein du tableau p�riodique des �l�ments.

Dans l'extrait du tableau p�riodique ci-dessous, elles sont indiqu�es en rouge.

1	1 H 1.008
2	3 Li 6.941	4 Be 9.0122
3	11 Na 22.9898	12 Mg 24.305
4	19 K 39.098	20 Ca 40.078	21 Sc 44.956	22 Ti 47.867	23 V 50.94	24 Cr 52.0	25 Mn 55.0
5	37 Rb 85.468	38 Sr 87.62	39 Y 88.906	40 Zr 91.224	41 Nb 92.906	42 Mo 95.96	43 Tc 98.9062	44 Ru 101.07

 

A l'aide de l'extrait du tableau p�riodique ci-dessus. D�termine la masse atomique relative des �l�ments suivants � 1 d�cimale pr�s:

Ar(Li) lithium =	Ar(Cr)  chrome =
Ar(Sr) strontium =	Ar(Na) sodium =
Ar(Ti) titane =

Si un �l�ment poss�de une masse atomique relative �gale � +/- 9 fois la masse de l'hydrog�ne (H).

 

Quelle est sa masse atomique relative ?

Quel est cet �l�ment ?

              

II.2. D�termination des masses atomiques relatives des �l�ments

Comme il est impossible de manipuler un ou deux atomes. On a imagin� un appareil capable de projeter dans les m�mes conditions un grand nombre d'atomes. Le nom de cet appareil est "Spectrom�tre de masse".

Il mesure les points d'impact (la distance  entre ceux-ci plus particuli�rement) d'atomes charg�s projet�s � grande vitesse dans un champ magn�tique. Les atomes charg�s interagissent avec le champ magn�tique et celui-ci envoie les atomes charg�s vers des plaques r�ceptrices. 

Par le syst�me de comparaison expliqu� gr�ce � l'exemple ci-dessus, il est possible de d�terminer des proportions. (exemple: Cet atome est deux fois plus lourd que celui-ci et celui-l� est 45 fois plus l�ger).

Les chimistes ont choisi comme masse de r�f�rence internationale le douzi�me de la masse de l'isotope 12 du carbone (¹²C), qui est une vari�t� particuli�re de carbone.

Toutefois, pour des questions de facilit�s, nous simplifierons dans un premier temps, cette d�finition en choisissant comme masse de r�f�rence la masse de l'atome d'hydrog�ne.

Par cons�quent, nous dirons que la masse d'un atome "X" est �gale � 10 fois la masse d'un atome d'hydrog�ne.

II.3. Pourquoi relative ?

Car, il s'agit d'une comparaison, d'une relation entre deux masses. Celle inconnue de l'atome "X" et le 1/12 de la masse de l'isotope 12 du carbone, une vari�t� particuli�re de carbone et cette comparaison ne donne pas toujours un nombre strictement entier.

De plus, il existe des isotopes pour chaque �l�ment, c'est � dire : des atomes qui ont le m�me nombre de protons et d'�lectrons mais qui diff�rent au niveau de la composition de leurs noyaux. Ils ont donc des propri�t�s fort semblables mais diff�rent au niveau de leur masse notamment (ce sont des vari�t�s diff�rentes d'un m�me �l�ment). La masse atomique relative est la moyenne des masses de ces diff�rentes vari�t�s d'atomes d'un m�me �l�ment selon le pourcentage de ceux-ci dans un �chantillon de 100 atomes)

II.4. Application : La masse atomique relative du chlore (Cl)

sur un �chantillon de 100 atomes ; il y a 75,53% de ³⁵Cl et 24,47% de ³⁷Cl.  Pour trouver l'isotope le plus abondant, il suffit de regarder lequel se rapproche le plus de la masse atomique relative. Pour trouver la masse atomique relative du Chlore, il suffit de faire  (75,53/100) . (35) + (24,47/100) . (37) ce qui fait 35,49 (la masse atomique du Chlore �tant 35,45;  il existe encore d'autres isotopes).  

 

	La masse atomique et mol�culaire relative