Il numero di massa corrisponde alla somma del numero di protoni e di neutroni presenti in un nucleo atomico. Pertanto, conoscendo questo numero, si può conoscere il numero di neutroni presenti:
numero di neutroni = numero di massa – numero di protoni
Il numero di protoni, detto numero atomico, è sempre noto conoscendo l’elemento in questione. Infatti il numero atomico è riportato nella Tavola Periodica ed è tipico di ogni elemento.
Il numero di neutroni, invece, è variabile e ciò determina la presenza di isotopi ovvero atomi che hanno diverso numero di neutroni
Massa atomica
Una grandezza strettamente relazionata al numero di massa è la massa atomica. Quest’ultima è una media ponderata delle masse atomiche di tutti i diversi isotopi in un campione:
massa atomica = ( % isotopo 1∙ massa isotopo 1) + ( % isotopo 2∙ massa isotopo 2) + …/100
Ad esempio si può calcolare la massa atomica del boro sapendo che esso esiste come 10B (massa = 10.012937 secondo la percentuale di 19.91) e come 11B (massa = 11.009305 secondo la percentuale di 80.09):
massa atomica del boro = (10.012937 ∙19.91) + (11.009305 ∙ 80.09)/100= 10.81
Numero di massa e decadimento radioattivo
Alcuni isotopi sono stabili, ma altri possono emettere particelle subatomiche per raggiungere una configurazione più stabile e a bassa energia.
Tali isotopi sono chiamati radioisotopi e il processo in cui rilasciano particelle ed energia è noto come decadimento.
Il decadimento radioattivo può causare un cambiamento nel numero di protoni nel nucleo. Quando ciò accade, l’identità dell’atomo cambia e, conseguentemente sia il numero atomico che il numero di massa.
Decadimento α
Le particelle α sono costituite da 2 protoni e 2 neutroni. Pertanto nell’emissione di particelle α il numero di massa diminuisce di 4 unità. Ad esempio
21986 Rn → 21584 Po + 42α
Gli atri tipi di decadimento radioattivo non portano a variazioni della somma di protoni e neutroni