La massa atomica media di un elemento è il valore ponderato sulle abbondanze isotopiche naturali e si esprime nell’unità di massa atomica unificata, detta anche dalton (u o Da), definita come 1/12 della massa dell’isotopo ¹²C. A partire da questo concetto si distinguono:

• Massa di formula: per un composto ionico è la somma delle masse atomiche degli elementi presenti nell’unità di formula, secondo i relativi indici stechiometrici;
• Massa molecolare: per un composto molecolare è la somma delle masse atomiche degli atomi che costituiscono la molecola, così come indicate dalla formula molecolare;
• Massa molare: è la massa di una mole della sostanza, espressa in g/mol.

Per calcolare massa di formula o massa molecolare è imprescindibile disporre della formula corretta. In termini generali:

\[ m = \sum_i n_i\, m_i \]

dove \( n_i \) è il numero di atomi dell’elemento i e \( m_i \) la sua massa atomica (in u). Queste masse si esprimono in u (Da), mentre in laboratorio si usano moli e grammi poiché si manipolano quantità macroscopiche e non singole entità.

La mole contiene un numero esatto di entità elementari pari alla costante di Avogadro, \( N_\mathrm{A} = 6{,}022\,140\,76 \times 10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}} \). Con le masse atomiche tabulate, il valore numerico della massa molare in g/mol coincide, entro le cifre significative usuali, con quello della corrispondente massa di formula o massa molecolare in u.

Esempi distinti:

• Composto ionico (NaCl): massa di formula = 22,990 u (Na) + 35,45 u (Cl) = 58,44 u; massa molare ≈ 58,44 g/mol; 58,44 g di NaCl contengono \( N_\mathrm{A} \) unità di formula;
• Composto molecolare (CO₂): massa molecolare = 12,011 u (C) + 2 × 15,999 u (O) = 44,009 u; massa molare ≈ 44,01 g/mol; 44,01 g di CO₂ corrispondono a \( N_\mathrm{A} \) molecole.

Per gli elementi, in modo analogo, la massa di una mole di atomi (g/mol) coincide numericamente con la massa atomica media (u). La (Figura 04.02-01) mette a confronto entità molecolari e coppie ioniche, sottolineando che nei solidi ionici le particelle discrete sono unità di formula, non molecole isolate.

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Unità di formula e molecola

Unità di formula nel (al cloruro di sodio, un compostoionico, e (b) struttura della molecola di metano, un composto covalente,

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