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Vidéo de question : Déterminer la masse d’un atome de fluor en unités de masse atomique unifiées Chimie

L’unité de masse atomique unifiée (u) est définie comme 1/12ème de la masse d’un atome de carbone 12. Quelle est la masse d’un atome de fluor 19 en unités de masse atomique unifiées ?

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Transcription de vidéo

L’unité de masse atomique unifiée u est définie comme un douzième de la masse d’un atome de carbone 12. Quelle est la masse d’un atome de fluor 19 en unités de masse atomique unifiées ?

Il existe deux approches pour déterminer la masse d’un atome de fluor 19. La première approche consiste à utiliser toutes les informations fournies dans la question. Commençons par les informations fournies à propos de l’élément fluor 19. Le fluor est un élément se trouvant dans le tableau périodique qui a un numéro atomique de neuf, où le numéro atomique est égal au nombre de protons se trouvant dans le noyau, et une masse atomique moyenne de 18,998u, où le symbole u signifie unités de masse atomique unifiées.

Avant de continuer à discuter de ce que nous savons sur l’atome de fluor 19, on peut se demander pourquoi nous ne pouvons tout simplement pas utiliser comme réponse à cette question la masse atomique moyenne de 18.998u répertoriée sous le symbole chimique du fluor en tant que masse d’un atome de fluor 19. La raison est que, par définition, la masse atomique moyenne calcule la masse moyenne d’un élément en fonction de l’abondance de tous les différents isotopes de cet élément. Cette question ne nous demande pas la masse atomique moyenne des atomes de fluor, mais plutôt la masse d’un seul atome de fluor 19. Par conséquent, nous ne pouvons pas utiliser la masse atomique moyenne du fluor pour répondre à cette question. Et nous allons continuer à répertorier les informations qui nous ont été fournies.

Le nombre 19 dans le fluor 19 est le nombre de masse, qui est la somme des protons et des neutrons dans le noyau d’un atome d’un élément. Puisque la question porte sur un atome de fluor 19, ce serait bien de dessiner un atome de fluor 19 et d’indiquer ses constituants. Le noyau d’un atome de fluor 19 contient neuf protons parce qu’il a un numéro atomique de neuf. En ce qui concerne la détermination du nombre de neutrons pour le fluor 19, nous pouvons utiliser l’équation du nombre de masse en substituant le nombre 19 au nombre de masse et le nombre neuf au nombre de protons. En soustrayant neuf protons du nombre de masse 19, nous avons déterminé qu’il y a 10 neutrons dans le noyau d’un atome de fluor 19.

Puisque la question stipule que nous avons affaire à un atome de fluor 19, nous devons avoir neuf électrons chargés négativement dans le nuage électronique, qui est représenté par le cercle bleu sur ce dessin, correspondant aux neuf protons chargés positivement dans le noyau afin de générer une entité neutre.

Un autre élément d’information qui nous est fourni dans la question pour aider à déterminer la masse d’un atome de fluor 19 est la définition de l’unité de masse atomique unifiée. Une unité de masse atomique unifiée est définie comme un douzième de la masse d’un atome de carbone 12, ce qui signifie qu’il y a six protons dans le noyau. Et le nombre 12 dans la notation isotopique de carbone 12 est le nombre de masse de cet isotope du carbone. Puisque la définition indique que nous avons affaire à un atome de carbone 12, il doit y avoir six électrons chargés négativement dans son nuage électronique correspondant aux six protons chargés positivement dans le noyau.

Comme pour la détermination du nombre de neutrons dans l’atome de fluor 19, pour l’atome de carbone 12, nous pouvons soustraire six protons de son nombre de masse de 12 pour donner à cet isotope du carbone six neutrons dans le noyau. Une autre façon d’écrire la définition des unités de masse atomique unifiées est de montrer qu’un u est égal à la masse d’un atome de carbone 12 divisée par 12. Sur la base de cette définition, un atome de carbone 12 a une masse d’exactement 12 unités de masse atomique unifiées, ou 12 u.

Nous pouvons le confirmer en prenant en compte que la masse d’un proton et la masse d’un neutron sont à peu près les mêmes. Et les électrons ont une masse négligeable par rapport aux protons et aux neutrons, ce qui signifie que si les 12 nucléons ou la somme des six protons et des six neutrons dans un atome de carbone 12 sont égaux à 12 unités de masse atomique unifiées, ou 12 u, alors les 19 nucléons ou la somme des neuf protons et 10 neutrons dans le fluor 19 équivaut à une masse de 19 unités de masse atomique unifiées, ou 19 u.

La deuxième approche pour résoudre cette question se concentre uniquement sur un proton et un neutron, chacun étant à peu près égal à une unité de masse atomique unifiée, ou un u. Encore une fois, sans inclure la masse des électrons en raison de leur masse négligeable par rapport au proton et au neutron, les neuf protons approximativement égaux à une masse de neuf u additionnés à 10 u pour la masse approximative de 10 neutrons dans l’atome de fluor 19 équivaut à une masse de 19 unités de masse atomique unifiées, ou 19 u, ce qui est la même réponse que nous avons obtenue en utilisant la relation des unités de masse atomique unifiées sur la masse d’un atome de carbone 12.

Par conséquent, la masse d’un atome de fluor 19 en unités de masse atomique unifiées est de 19 u.

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