- Ce résume de cours porte sur la masse molaire atomique.
- Tout d'abord, nous définirons la masse atomique, isotopes et poids atomique.
- Ensuite, nous expliquerons la masse moléculaire et le concept de la mole.
- Puis, nous examinerons la masse molaire et apprenons comment calculer la masse molaire atomique.
- Enfin, nous expliquerons les corps simples.
Qu'est-ce que la masse atomique ?
La masse atomique est la masse d'un seul atome/isotope. Elle est calculée en additionnant le nombre de protons et de neutrons (les électrons sont considérés comme trop légers et sont négligeables).
La masse atomique d'un élément est le nombre de fois qu'un atome de cet élément est plus lourd qu'un atome de carbone \( 12 \) . Une unité de masse atomique est égale à un douzième de la masse d'un atome de l'isotope 12 du carbone.
La masse atomique et le poids atomique n'ont pas la même signification, mais certaines personnes utilisent ces termes de manière interchangeable. Voyons-en quoi, ils sont différents.
Isotopes
Les isotopes sont des éléments ayant le même nombre de protons, mais un nombre différent de neutrons.
Un même élément peut avoir plusieurs isotopes.
Poids atomique
Pour calculer le poids atomique, il est nécessaire de prendre en compte les masses des isotopes. Le pourcentage d'isotopes peut varier. Lors du calcul du poids atomique, l'abondance relative des isotopes et la masse des isotopes doivent être prises en compte.
Le poids atomique est le poids moyen d'un élément par rapport à tous ses isotopes et à leurs abondances relatives. Le poids atomique est mesuré en unités de masse atomique \( (uma) \) .
Le poids atomique est la masse indiquée en \( uma \) (unités de masse atomique) sous un élément dans le tableau périodique.
Fig. 1- Lithium dans le tableau périodique.
Masse moléculaire
La masse moléculaire d'un composé est la somme des masses atomiques des atomes qui forment le composé.
La masse moléculaire est la quantité de masse associée à une molécule. Elle est également appelée poids moléculaire. Elle peut être calculée en additionnant la masse de chaque atome multipliée par le nombre d'atomes de l'élément présent dans la molécule.
L'eau est composée de \( 2 \) atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène. La masse d'une molécule d'eau est égale à la masse atomique moyenne de l'hydrogène multipliée par deux plus la masse atomique de l'oxygène.
Qu'est-ce qu'une mole ?
Une mole est la quantité d'une substance qui contient exactement \( 6,02214076 \times 10^{23} \) "entités élémentaires" de la substance donnée.
Le nombre \( 6,02214076 \times 10^{23} \) est connu sous le nom de nombre d'Avogadro et est souvent désigné par le symbole \( N_A \) . Les entités élémentaires qui peuvent être représentées en moles sont les atomes, les molécules, les ions monoatomiques/polyatomiques et d'autres particules (telles que les électrons).
Par exemple, une mole d'un échantillon de carbone \( 12 \) pur aura une masse d'exactement \( 12 \) grammes et contiendra \( 6,02214076 \times 10^{23} \) \( (N_A) \) atomes de \( ^{12}C \) . Le nombre de moles d'une substance dans un échantillon pur donné peut être représenté par la formule suivante :
$$ n= \frac{N}{N_A} $$
Où \( n \) est le nombre de moles de la substance (ou entité élémentaire), \( N \) est le nombre total d'entités élémentaires dans l'échantillon et \( N_A \) est le nombre d'Avogadro.
Masse molaire
La masse molaire d'un élément est la masse en grammes d'une mole de cet élément.
Une mole d'un élément contient la quantité de l'élément dont la masse est égale à la masse atomique de l'élément exprimée en grammes. Par conséquent, la masse molaire d'un élément a la même valeur que la masse atomique de l'élément, mais dans l'unité de masse molaire, \( g/mol \) .
Comment calculer la masse molaire atomique ?
- Identifie l'élément dont tu souhaites connaître la masse molaire ;
- Localise l'élément dans le tableau périodique ;
- Note la masse atomique de l'élément. La masse atomique se trouve généralement sous le nom de l'élément, que nous avons localisé à l'étape \( 2 \) ;
- Convertis la masse atomique en masse molaire en conservant la valeur, mais en changeant l'unité en gramme par mole \( (g/mol) \) .
Entraînons-nous à trouver la masse molaire des éléments à l'aide des deux exemples suivants.
Identifie la masse molaire du sodium \( (Na) \) .
- Identifie l'élément dont on veut trouver la masse molaire. Nous voulons trouver la masse molaire du sodium \( (Na) \) ;
- Localise l'élément dans le tableau périodique. Le sodium \( (Na) \) se trouve dans le groupe \( 1 \) , période \( 3 \) .
- Note la masse atomique de l'élément. La masse atomique se trouve généralement sous le nom de l'élément, que nous avons trouvé à l'étape \( 2 \) . La masse atomique du sodium \( (Na) \) est de \( 22,99 \) \( uma \) .
- Convertis la masse atomique en masse molaire en conservant la valeur, mais en changeant l'unité en \( g/mol \) .
La masse molaire du sodium \( (Na) \) est la valeur de la masse atomique exprimée en grammes. La masse molaire du sodium \( (Na) \) est donc de \( 22,990 \ g/mol \) .
Identifie la masse molaire de l'iode \( (I) \) .
- Identifie l'élément dont on veut trouver la masse molaire. Nous voulons trouver la masse molaire de l'iode \( (I) \) .
- Localise l'élément dans le tableau périodique. L'iode \( (I) \) se trouve dans le groupe \( 17 \) , période \( 5 \) .
- Note la masse atomique de l'élément. La masse atomique se trouve généralement sous le nom de l'élément, que nous avons trouvé à l'étape \( 2 \) . La masse atomique de l'iode \( (I) \) est de \( 126,90 \ uma \) .
- Convertis la masse atomique en masse molaire en conservant la valeur, mais en changeant l'unité en \( g/mol \) . La masse molaire de l'iode \( (I) \) est la valeur de la masse atomique exprimée en grammes. Par conséquent, la masse molaire de l'iode \( (I) \) est de \( 126,90 \ g/mol \) .
Le nombre de moles d'une molécule n'est pas toujours égal au nombre de moles des éléments qui la composent. Par exemple, une mole d'eau contient \( N_A \) nombre de molécules \( H_2O \) . Cependant, chaque molécule d'eau contient \( 2 \) atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène. Par conséquent, une mole de \( H_2O \) contient \( 2 \) moles d'hydrogène et une mole d'oxygène.
Comment trouver la masse molaire d'un composé ?
- Utilise la formule chimique pour déterminer le nombre d'atomes de chaque élément dans le composé ;
- Multiplie le poids atomique de chaque élément par le nombre d'atomes présents dans le composé ;
- Additionne le tout et attribue l'unité \( g/mol \) .
Quelle est la masse molaire du carbonate de sodium, \( Na_2CO_3 \) ?
Le carbonate de sodium contient deux atomes de sodium, un atome de carbone et trois atomes d'oxygène. La masse molaire serait :
\( Na : 2 \times 23,0 = 46 \)
\( C : 1 \times 12,0 = 12 \)
\( O : 3 \times 16 = 48 \)
En additionnant les valeurs totales, soit \( 46 + 12 + 48 = 106 \)
Par conséquent, la masse molaire de \( Na_2CO_3 \) est de \( 106 \ g/mol \) .
Corps simples
Les corps simples sont constitués d'un seul type d'atome et ne peuvent être décomposés en aucune autre substance.
Les éléments peuvent être classés de nombreuses façons. Ils peuvent être basés sur le nombre d'électrons dans leurs couches externes ou sur la similarité de leurs propriétés.
Masse molaire atomique - Points clés
- La masse atomique est la masse d'un seul atome/isotope.
- Le poids atomique d'un élément est une moyenne du poids de ses isotopes en fonction de leur abondance relative.
- La masse moléculaire est la somme des masses atomiques des éléments présents dans la molécule.
- La masse molaire est la masse d'une substance (en grammes) divisée par la quantité de cette substance (en moles).
- La masse molaire est la moyenne des poids, qui varient généralement en raison des isotopes. La formule est la suivante \( M = \frac{m}{n} \) d'où \( m \) est la masse et \( n \) est le nombre de moles.
- Les corps simples sont constitués d'un seul type d'atome et ne peuvent être décomposés en aucune autre substance.
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Questions fréquemment posées en Masse molaire atomique
Quelle est la formule de la masse molaire atomique ?
La formule de la masse molaire atomique est M = m/n
Où
- m est la masse ;
- n est le nombre de mole.
Quelle est la différence entre la masse molaire et la masse atomique ?
La différence entre la masse molaire et la masse atomique est :
- La masse molaire est la masse d'une moyenne de plusieurs éléments du composé.
- La masse atomique est la masse d'un seul atome/isotope.
Comment calculer une masse molaire atomique à partir de la masse d'un atome ?
Pour calculer une masse molaire atomique à partir de la masse d'un atome
- Identifie l'élément dont on veut trouver la masse molaire ;
- Localise l'élément dans le tableau périodique ;
- Note la masse atomique de l'élément ;
- Convertis la masse atomique en masse molaire en conservant la valeur, mais en changeant l'unité en g/mol.
Comment calculer la masse m ?
La masse m est calculée par la relation m = M.n
Où
- M est la masse molaire ;
- n est le nombre de mole.
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