3.1 Defina unidade de massa atômica (u). Por que ela é necessária?

Passo 1

O enunciado pede para definirmos a unidade de massa atômica e justificarmos a sua necessidade. O conteúdo aqui é sistema de unidades em química e física atômica, em particular a forma de expressar massas muito pequenas de átomos e moléculas.

Passo 2

A unidade de massa atômica, simbolizada por u, é definida como um doze avos da massa de um átomo de carbono-12 no seu estado fundamental. Em fórmula, temos
1\,u = \frac{1}{12}\,m\bigl({}^{12}\mathrm{C}\bigr)\approx 1,6605\times10^{-27}\,\mathrm{kg}.

Passo 3

Como as massas de átomos e moléculas estão na faixa de 10^{-27} a 10^{-25}\,\mathrm{kg}, usar o quilograma torna os valores muito pequenos e pouco intuitivos. A unidade u fornece uma escala prática para comparar massas relativas e simplifica cálculos estequiométricos em química.

Resposta

Definição: 1\,u é igual a \tfrac{1}{12} da massa de um átomo de carbono-12, aproximadamente 1,6605\times10^{-27}\,\mathrm{kg}.
Necessidade: ela padroniza e facilita a expressão de massas atômicas e moleculares, evitando números muito pequenos e permitindo comparações relativas diretas.

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