Nomor massa itu apa sih?

Nomor massa (simbol A, dari kata Jerman Atomgewicht (berat atom), juga disebut nomor massa atom atau nomor nukleon, adalah jumlah total proton dan neutron (bersama-sama dikenal sebagai nukleon) dalam inti atom. Ini menentukan massa atomik dari atom. Karena proton dan neutron keduanya adalah barion, bilangan massa A identik dengan bilangan barion B pada nukleus pada seluruh atom atau ion. Jumlah massa berbeda untuk setiap isotop unsur kimia yang berbeda. Ini tidak sama dengan nomor atom (Z) yang menunjukkan jumlah proton dalam nukleus, dan dengan demikian secara unik mengidentifikasi suatu unsur. Oleh karena itu, selisih perbedaan antara jumlah massa dengan nomor atom akan memberikan jumlah neutron (N) dalam nukleus adalah: .

Nomor massa ditulis setelah nama elemen atau sebagai superskrip di sebelah kiri simbol elemen. Sebagai contoh, isotop karbon yang paling umum adalah karbon-12, yang memiliki 6 proton dan 6 neutron. Simbol isotop penuh juga akan memiliki nomor atom (Z) sebagai subskrip di sebelah kiri simbol elemen langsung di bawah nomor massa: . Ini secara teknis redundan, karena setiap elemen didefinisikan oleh nomor atomnya, sehingga sering dihilangkan.

Perubahan jumlah massa dalam peluruhan radioaktif

Berbagai jenis peluruhan radioaktif ditandai oleh perubahan jumlah massa serta nomor atom, menurut hukum perpindahan radioaktif dari Fajans dan Soddy. Sebagai contoh, uranium-238 biasanya meluruh dengan peluruhan alfa, di mana nukleus akan kehilangan dua neutron dan dua proton dalam bentuk partikel alfa. Jadi jumlah atom dan jumlah neutron masing-masing berkurang 2 (Z: 92 → 90, N: 146 → 144), sehingga jumlah massa berkurang 4 (A = 238 → 234); hasilnya adalah atom thorium-234 dan partikel alfa ():

Di sisi lain, karbon-14 meluruh secara alami dengan peluruhan beta radioaktif, di mana satu neutron ditransformasikan menjadi proton dengan emisi elektron dan anti-neutrino. Dengan demikian nomor atom meningkat sebesar 1 (Z: 6 → 7) dan jumlah massa tetap sama (A = 14), sementara jumlah neutron berkurang sebesar 1 (N: 8 → 7). Atom yang dihasilkan adalah nitrogen-14, dengan tujuh proton dan tujuh neutron:

Jenis lain peluruhan radioaktif tanpa perubahan jumlah massa adalah dengan menggunakan emisi sinar gamma dari isomer nuklir atau keadaan tereksitasi yang tergetasi dari inti atom. Karena semua proton dan neutron dalam nukleus tidak berubah dalam proses ini, jumlah massa juga tidak berubah.

Nomor massa dan massa isotop

Nomor massa memberikan perkiraan massa isotop yang diukur dalam satuan massa atom (u). Untuk 12C, massa isotop persis 12, karena satuan massa atom didefinisikan sebagai 1/12 dari massa 12C. Untuk isotop lain, massa isotop biasanya dalam 0,1u kali jumlah massa. Sebagai contoh, 35Cl (17 proton dan 18 neutron) memiliki jumlah massa 35 dan massa isotop 34.96885. Perbedaan antara jumlah massa atom dan massa isotopnya dikenal sebagai massa berlebih. Kelebihan massa tidak boleh disamakan dengan cacat massa yang merupakan perbedaan antara massa atom dan partikel penyusunnya (yaitu proton, neutron, dan elektron ).

Ada dua alasan untuk cacat/kelebihan massa :

Neutron sedikit lebih berat dari proton. Ini meningkatkan massa inti dengan lebih banyak neutron daripada proton relatif terhadap skala satuan massa atom berdasarkan 12C dengan jumlah proton dan neutron yang sama.

Energi pengikat nuklir bervariasi antara inti. Sebuah nukleus dengan energi ikat yang lebih besar memiliki energi total yang lebih rendah, dan karenanya massa yang lebih rendah menurut hubungan kesetaraan massa-energi Einstein E = mc2. Untuk 35Cl, massa isotopnya kurang dari 35, sehingga ini harus menjadi faktor dominan.

Massa atom relatif dari suatu unsur

Jumlah massa juga tidak boleh disamakan dengan berat atom standar (juga disebut massa atom relatif) suatu elemen, yang merupakan rasio massa atom rata-rata dari berbagai isotop elemen tersebut (dibobot berdasarkan kelimpahan) terhadap satuan massa atom terpadu. Berat atom adalah massa aktual (dibuat relatif, cth. rasio), sedangkan bilangan massa adalah bilangan yang dihitung (dan karenanya bilangan bulat).

Rata-rata beratnya bisa sangat berbeda dari nilai bilangan hampir-bulat untuk massa isotop individu. Sebagai contoh, ada dua isotop utama klorin: klorin-35 dan klorin-37. Dalam setiap sampel klorin tertentu, yang belum mengalami pemisahan massa ada sekitar 75% atom klorin-35 dan hanya 25% atom klorin-37. Ini memberi klorin massa atom relatif ~35,5 (sebenarnya 35,4527g/mol).

Selain itu, massa rata-rata tertimbang dapat mendekati bilangan bulat, tetapi pada saat yang sama tidak sesuai dengan massa isotop alami. Sebagai contoh, bromin hanya memiliki dua isotop stabil, 79Br dan 81Br, secara alami hadir dalam fraksi yang kira-kira sama, yang mengarah pada massa atom standar bromin yang mendekati 80 (79,904g/mol), meskipun isotop <sup id="mwiw">80</sup>Br dengan massa seperti itu tidak stabil.