Il peso atomico è il peso degli atomi di un elemento. La scienza alla base di questa misurazione è estremamente complessa ed è cambiata parecchio dai primi anni del 1800, quando il concetto fu proposto per la prima volta. È importante anche distinguere tra peso e massa: il peso atomico, detto anche massa atomica relativa, riflette il peso medio di un singolo atomo di un elemento, mentre la massa atomica si riferisce al peso di uno specifico atomo.
Semplici libri di testo e corsi di scienze spesso descrivono il peso atomico come il numero di protoni e neutroni in un elemento sommati. Un elemento con due protoni e due neutroni, per esempio, verrebbe considerato con un peso di quattro in questo sistema. Sfortunatamente, i neutroni in realtà pesano più dei protoni, il che rende questa linea guida approssimativa un po’ imprecisa.
I singoli atomi sono estremamente piccoli e piuttosto difficili da pesare da soli. I primi ricercatori arrivarono a un sistema che implicava la determinazione del peso di un elemento rispetto al peso di un altro. Sono stati proposti diversi elementi di riferimento, incluso l’idrogeno, con le attuali misurazioni derivate dal carbonio-12, una forma stabile e abbondante di carbonio. Un’unità di massa atomica, l’unità di misura utilizzata per arrivare al peso atomico, è costituita da 1/12 del peso del carbonio-12.
C’è un’altra complessità da aggiungere all’equazione, ovvero che la maggior parte degli elementi esiste sotto forma di più isotopi, ognuno dei quali ha una massa leggermente diversa. Le misurazioni della massa atomica relativa riflettono in realtà una media delle misurazioni prese da campioni di tutti gli isotopi noti di un elemento. Nel caso di elementi con solo uno o due isotopi noti, il peso è spesso molto vicino a un numero intero, ma nel caso di altri elementi, la misura esatta può aggiungere parecchie cifre dopo la virgola.
L’Unione internazionale di chimica pura e applicata pubblica regolarmente elenchi di pesi atomici utilizzati come standard nella comunità scientifica. Per i calcoli rapidi, specialmente nelle lezioni introduttive di scienze di base, a volte viene utilizzata la vecchia formula “protoni più neutroni”, ma nelle scienze avanzate è importante utilizzare una misurazione più precisa. Scienziati particolarmente schizzinosi possono effettivamente impiegare del tempo per determinare la massa atomica specifica di un elemento con cui stanno lavorando, poiché piccole variazioni tra gli isotopi possono fare enormi differenze negli esperimenti.