MASSES ATOMIQUE et MOLéCULAIRE

masses atomique et moléculaire

LA MASSE ATOMIQUE

est la masse unitaire d'un corps, comparée à la (quantité de matière unitaire) qu'elle contient

Dimension de la masse atomique  M.N-1      Symbole m'a      

Unité S.I.+ kg/mol et unité d'usage : le gramme par mole (g/mol) 1000 fois plus petite que le kg/mol

 

-définition   m’a = u.A.n / q

ce qui signifie que m’a(kg/mol, masse atomique d’un corps) = u la masse moyenne d’1 nucléon de l'atome avec son cortège, soit 1,660.10-27 kg) multiplié par le nombre (A de nucléons que comporte l'atome), multiplié par le nombre (n = 6,02214.1023) de nucléons-particules inclus dans la masse de 1 kg du corps et divisé par l'unité de quantité de matière (1 mol)

ou encore, comme (n / q) = NA(constante d’Avogadro) >> m’a = u.A.NA

Nota 1: une masse atomique m'a implique le nombre de masse A et non pas le numéro atomique Z d’un corps (qui est le nombre des seuls protons)

Pour les corps simples de faible nombre atomique (jusqu'à 9), il y a autant de neutrons que de protons dans chaque noyau et alors la masse atomique est proportionnelle à 2Z (car, pour ces corps-là, 2Z = A) mais ce ne sont là que quelques cas très particuliers

 

Nota 2: par habitude, les notions ci-dessus sont exprimées en grammes.

D’où (comme l'expression u.NA vaut 10-3 kg/mol) :

on peut écrire m’a = 10-3 A (kg/mol) = A (g/mol)

 

-atome-gramme

pour la science ancienne, l’unité de masse était le gramme* (au lieu du kilogramme).Et l'élément dans lequel on comptait ces grammes était l'atome** (au lieu de la mole) Alors en réunissant ces 2 mots anciens, ils ont dit que la masse atomique était l'atome*-gramme**.Et le XXI° siéclene s’est pas encore défait de cette archaïque appellation ! On continue de parler en atome-gramme,ce qui entraîne que la (m’a) est exprimée avec une unité 1000 fois trop faible, ce qui lui confère des valeurs 1000 fois trop fortes. Les valeurs des masses atomiques (en atome-gramme) sont exprimées avec 1, 2 ou 3 chiffres et la plage des masses atomiques de tous les corps simples connus.va alors de 1 à ~ 300 grammes/mol.

-valeurs réelles des masse

-valeurs réelles des masses atomiques

Il y a de légères différences entre les mesures précises réelles et les valeurs rondes qui sont usuellement attribuées aux atomes-grammes.Par exemple:

--pour l'hydrogène, (m'a) = 1,008 g/mol en réel, au lieu de 1

--pour le titane, (m'a) = 47,89 g/mol en réel, au lieu de 48)

-- pour l'uranium, (m'a) = 238,03 g/mol en réel, au lieu de 238, etc

Les causes de ces différences entre les valeurs arrondies et la réalité, sont dues au défaut de masse pour les nucléons et aussi aux isotopes inclus dans les corps bruts naturels

  

LA MASSE MOLÉCULAIRE (synonyme = masse molaire)

Une molécule est constituée d’un certain nombre d’atomes, donc la masse moléculaire (mm) a la même définition que la masse atomique, mais généralisée au groupage des atomes composant une molécule: c'est la masse unitaire d'un corps, comparée à la (quantité de matière unitaire) qu'elle contient

Dimension de la masse moléculaire  M.N-1      Symbole m'm      

 Unité S.I.+ kg/mol et unité d'usage : le gramme par mole (g/mol) est 1000 fois plus petite que le kg/mol donc les valeurs sont 1000 fois plus grandes. 

 

-définition de la masse molaire   mm = nf .A.u.NA

où mm (kg/mol) = masse molaire d'un corps

nf est l’atomicité (nombre, égal à 2, 3....n, si les molécules sont bi, tri...polyatomiques)

u(kg)= masse moyenne d’1 nucléon avec son cortège (1,660.10-27 kg)

NA= constante d’Avogadro (6,022.1023 part/mol)

A est la somme des nombres de masse (donc de nucléons) des composants de la molécule

  

-molécule-gramme

c'est le nom donné à la valeur de la masse molaire quand l'unité est le gramme par mole (unité d'usage qui est 1000 fois plus faible que le kilogramme / mole, l'unité S.I.+)

A ce moment, la formulation est m'm = nf .SA(g/mol)

au lieu de la version rationnelle m'a = nf.10-3 SA(kg/mol)

où m'm (g/mol) est la molécule-gramme, nf l'atomicité et SA la somme des nombres de masse de la molécule

 

-pour les corps composés la masse molaire est la somme des (m’mi) composantes

Par exemple: m’m de NH3 = m’m de N(soit 14) + 3 m’m de H(soit 3x1) = total de 17 g/mol

 

-pour les mélanges de corps la masse molaire est la moyenne des composants

Par exemple: m’m de l’air = 78% de N²(soit 21,84) + 21% de O²(soit 6,72) + 1% de gaz rares(soit 0,40) = 28,96 g/mol

 

-relations entre la masse molaire et des grandeurs voisines

Relation avec la masse atomique m’a

-pour les corps simples m’m = m’a x nf    nf est l’atomicité (nombre d’atomes par molécule)

-pour les corps composés: m’m est la somme des masses atomiques des atomes composants

Relation avec le volume moléculaire   m’m = Vm.ρ'

où Vm(m3/mol)= volume moléculaire d’un corps

m’m(kg/mol)= masse moléculaire du corps

ρ'(kg/m3)= masse volumique du corps

Pour un gaz (c'est la relation d'Avogadro-Ampère) >> m’m= ρ'a.Vm / d  

où m’m(kg/mol)= masse moléculaire du gaz, d = densité du gaz par rapport à l’air, ρ'a(kg/ l) = masse volumique de l’air et Vm(m3/mol) = volume moléculaire du gaz

En valeur numérique, on a pratiquement m’m ~ 29d

 

Nota : 1 mm3 d’air contient 2,7.1016 molécules (donc 1m3 en contient 2,7.1025)

 

-valeurs de quelques masses molaires exprimées en grammes / mole et arrondies

Gaz >> hydrogène(2)--ammoniac(17)--vapeur d'eau(18)--acétylène(26)--azote(28)--air(29)--oxygène(32)-- O²(44)--propane(44)-- chlore(71)

 Liquides >> eau(16)—H²SO4(98)--mercure(200)

Solides >> de 7(lithium) à 238(U) pour les corps simples et jusqu’à 350 pour les corps composés

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