Massa atômica

No meu livro de química, a unidade de massa atômica u é definida como 1/12 da massa do carbono-12, que é, por definição, exatamente 12. Mas, em seguida, a massa atômica dos protons é dada como 1.007276 u e a dos neutrons como 1.008665 u.

Mas o átomo de carbono tem 6 neutrons e 6 protons, ou seja, 1.007276*6 + 1.008665*6 = 12.095646. Alguém pode me explicar qual é o significado dessa discrepância?

Olá aitchrpi;

Lembre-se que para o cálculo de massa atômica de um elemento químico natural, devemos fazer a média ponderada das massas atômicas de todos os isótopos naturais do elemento em questão, tomando como "pesos" as respectivas porcentagens de ocorrência desses isótopos na natureza. 

Nesse caso você só considerou o isótopo do carbono-12, mas temos ainda o carbono-13 e o carbono-14. Por isso essa leve discrepância. 

Oi qedpetrich, 

Obrigado pela resposta, mas a discrepância é na massa atômica do isótopo do carbono-12 mesmo, não no elemento carbono como um todo. Desculpa se ficou meio confuso.

O problema é que a unidade de massa atômica é definida como 1/12 da massa do carbono-12, que tem massa exatamente 12. 

Mas a massa atômica dos protons e dos neutrons são um pouco maior do que 1, Só que 6 * massa atômica dos protons + 6 * massa atômica dos neutrons é diferente de 12. Então a massa atômica do isótopo é menor do que a soma da massa dos protons e neutrons que o constituem. Tem alguma explicação pra isso?

Existe uma explicação que é o defeito de massa.

Você pode encontrar algo neste link:
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/1927793/mod_resource/content/1/Aula-5-nucleo.pdf

Muito obrigado, Rory e qedpetrich!!

Eu acho que pra responder sua pergunta leva conceitos que só são vistos em nível universitário. Desculpa, não saberia te explicar do porquê ser dessa forma. Acho que o material exposto pelo colega deve ser bastante esclarecedor.

Eu já vi uma explicação simplificada a respeito da energia de empacotamento.
Basicamente, os nêutrons e prótons estão confinados em uma região infinitamente pequena (núcleo). Por causa disso, parte da massa desse núcleo é convertida em energia, de acordo com a equação do Einstein E=mc².
É por isso que a massa observada é menor do que o valor esperado.

Mas vale aqui uma observação:
A massa atômica do real do carbono é menor do que o valor esperado pela soma das massas dos prótons + nêutrons (efeito do empacotamento de energia).

Entretanto, o número de massa do carbono é exatamente 12 por ser a soma do número de próton + número de nêutrons.

Ou seja, não se pode confundir a massa atômica com o número de massa.

Muito interessante, marcosprb. Valeu pela ajuda. Mas tanto o número de massa quanto a massa atômica do carbono-12 são iguais a 12.

aitchrpi escreveu:Muito interessante, marcosprb. Valeu pela ajuda. Mas tanto o número de massa quanto a massa atômica do carbono-12 são iguais a 12.

O conceito de número de massa e de massa atômica na realidade são bem distintos entre si.

Como você mesmo disse, uma unidade de massa atômica(1u) corresponde a 1/12 da massa de um átomo de carbono.
O que ocorre é que a massa dessa fração de carbono tem um valor muito próximo tanto da massa de um próton quanto da massa de um nêutron.
É justamente por esse motivo que, por mais que sejam conceitos distintos, os valores numéricos da massa atômica e número de massa se tornam tão próximos que é possível, sem perda significativa, considerar que tenham o mesmo valor.


Só para deixar bem claro:
O número de massa do carbono é exatamente 12 não por efeitos de empacotamentos de energia, e sim porque esse conceito é definido como sendo uma soma de números inteiros. Não existe número de massa que não seja inteiro.

Entretanto, a massa atômica esperada pelo carbono 12 deveria ser de 12.095646u, de acordo com os valores de massa que você colocou dos prótons e nêutrons.
Mas o que ocorre na realidade é que a massa atômica observada na realidade é mais próxima de 12.011u. Nesse caso, a diminuição do número de massa foi ocasionada pelo efeito do empacotamento de energia.

Muito obrigado, ficou bem claro. Mas, na realidade, é a massa do carbono-12 que é exatamente 12u (segundo o próprio wolframalpha). O valor que você citou de 12.011u é a média ponderada, que o qedpetrich explicou.