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3 Massedesatomes
Mots clés
Nombre de masse, masse atomique, masse molaire, distribution isotopique
1. OBJECTIF
Définir le nombre de masse, la masse atomique et la masse molaire d’un élément. On
prendra pour exemple le carbone, dont l’isotope 12 C sert d’étalon pour établir les masses
atomiques des différents éléments du tableau périodique.
2. NOMBRE DE MASSE
Le nombre de masse d’un atome désigne le nombre de nucléons (protons + neutrons) que
détient son noyau. Ce nombre apparaît en exposant du symbole atomique des isotopes de
chaque élément. On trouve dans la nature trois isotopes du carbone :
12 C 13 C 14 C
Outre les 6 protons identifiant le carbone, les noyaux de ces trois isotopes contiennent
respectivement 6, 7 et 8 neutrons.
3. MASSE ATOMIQUE, MASSE ATOMIQUE MOYENNE D’UN ÉLÉMENT
La masse atomique indique la masse d’un atome (noyau + électrons). Dans le système
international d’unités (SI) la masse s’exprime en kg ; la masse d’un atome de 12 C est égale
à 1,992647 10 -26 kg.
Pour des raisons de commodité on préfère exprimer les masses atomiques en terme de
masse atomique unifiée (symbole : u ou uma) dont l’unité, par définition, est le douzième
de la masse de l’atome de 12 C, soit 1,66054 10 -27 kg. On donne également à cette unité le
nom de Dalton (abréviation Da) ; cet usage est très répandu en biochimie, plus particulièrement pour indiquer les masses des macromolécules (voir Fiche 4). La masse atomique
du 12 C est donc exactement égale à 12 u ou 12 Da. Les masses atomiques des isotopes
13 C et 14 C sont respectivement égales à 13,0034 et 14,0032 Da.
Toutefois, le tableau périodique des éléments fait apparaître, sous le symbole de chaque
élément, non la masse atomique, mais la masse atomique moyenne (synonyme de poids
atomique standard). C’est un nombre qui tient compte, pour un élément particulier, des
masses et des abondances relatives de ses différents isotopes présents dans un échantillon de référence. La masse atomique moyenne du carbone est égale à 12,0107 Da ; cette
valeur tient compte de l’abondance relative du 12 C, 98,93 %, et de celle du 13 C, 1,07 % ;
l’abondance relative du 14 C, de l’ordre de 10 -12 % , est considérée comme négligeable :
12
100
13 0034
100
12 0107
×
+
×
=
98,93
1,07
Da
,
,
9782100724185-Livre.indb 6
20/05/15 19:10
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Mots clés
Nombre de masse, masse atomique, masse molaire, distribution isotopique
1. OBJECTIF
Définir le nombre de masse, la masse atomique et la masse molaire d’un élément. On
prendra pour exemple le carbone, dont l’isotope 12 C sert d’étalon pour établir les masses
atomiques des différents éléments du tableau périodique.
2. NOMBRE DE MASSE
Le nombre de masse d’un atome désigne le nombre de nucléons (protons + neutrons) que
détient son noyau. Ce nombre apparaît en exposant du symbole atomique des isotopes de
chaque élément. On trouve dans la nature trois isotopes du carbone :
12 C 13 C 14 C
Outre les 6 protons identifiant le carbone, les noyaux de ces trois isotopes contiennent
respectivement 6, 7 et 8 neutrons.
3. MASSE ATOMIQUE, MASSE ATOMIQUE MOYENNE D’UN ÉLÉMENT
La masse atomique indique la masse d’un atome (noyau + électrons). Dans le système
international d’unités (SI) la masse s’exprime en kg ; la masse d’un atome de 12 C est égale
à 1,992647 10 -26 kg.
Pour des raisons de commodité on préfère exprimer les masses atomiques en terme de
masse atomique unifiée (symbole : u ou uma) dont l’unité, par définition, est le douzième
de la masse de l’atome de 12 C, soit 1,66054 10 -27 kg. On donne également à cette unité le
nom de Dalton (abréviation Da) ; cet usage est très répandu en biochimie, plus particulièrement pour indiquer les masses des macromolécules (voir Fiche 4). La masse atomique
du 12 C est donc exactement égale à 12 u ou 12 Da. Les masses atomiques des isotopes
13 C et 14 C sont respectivement égales à 13,0034 et 14,0032 Da.
Toutefois, le tableau périodique des éléments fait apparaître, sous le symbole de chaque
élément, non la masse atomique, mais la masse atomique moyenne (synonyme de poids
atomique standard). C’est un nombre qui tient compte, pour un élément particulier, des
masses et des abondances relatives de ses différents isotopes présents dans un échantillon de référence. La masse atomique moyenne du carbone est égale à 12,0107 Da ; cette
valeur tient compte de l’abondance relative du 12 C, 98,93 %, et de celle du 13 C, 1,07 % ;
l’abondance relative du 14 C, de l’ordre de 10 -12 % , est considérée comme négligeable :
12
100
13 0034
100
12 0107
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98,93
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