3.2 Qual é a massa do átomo de carbono-12 (em u)? Por que a massa atômica do carbono aparece com o valor de 12,01 \mathrm{u} ?

Passo 1

O enunciado pede duas coisas:
  1. A massa do átomo de carbono-12, em unidades de massa atômica ( u).
  2. Por que nas tabelas de massas atômicas o carbono aparece com valor aproximado de 12{,}01\;u.
    Conteúdo necessários: definição de unidade de massa atômica (u), isótopos naturais do carbono e cálculo de massa atômica média ponderada.

Passo 2

Por definição, a unidade de massa atômica ( 1\;u) é igual a 1/12 da massa de um átomo de carbono-12. Portanto, a massa de um átomo de carbono-12 em unidades u é exatamente
12\;u.

Passo 3

A massa atômica que aparece em tabelas não se refere a um átomo único de carbono-12, mas à massa atômica média do elemento carbono na natureza. Esse valor leva em conta a abundância dos isótopos naturais mais comuns:
– carbono-12, com abundância aproximada de 98{,}9\%,
– carbono-13, com abundância aproximada de 1{,}1\%.

Passo 4

Calcula-se a massa atômica média ponderada assim:
M = (0{,}989)\times12\;u \;+\;(0{,}011)\times13\;u = 11{,}868\;u + 0{,}143\;u = 12{,}011\;u.
Arredondando para duas casas decimais, isso dá 12{,}01\;u.

Resposta

A massa do átomo de carbono-12 é exatamente 12\;u. A massa atômica do carbono aparece como 12{,}01\;u porque é uma média ponderada das massas de seus isótopos naturais, principalmente carbono-12 e carbono-13.

Exercícios relacionados