Il numero di massa di un atomo specifica il numero di particelle nel nucleo. È la somma del numero di protoni e neutroni. Nella scrittura scientifica, il numero di massa si trova solitamente in alto a sinistra del simbolo di un atomo. Quando dato insieme al numero atomico, o al numero di protoni, il numero di massa indica l’elemento e l’isotopo di un atomo.
Un atomo è costituito da protoni, neutroni ed elettroni. Sia i protoni che i neutroni si trovano nel nucleo di un atomo e hanno masse circa 1,800 volte più grandi degli elettroni più mobili. I protoni e gli elettroni hanno cariche elettriche opposte; perché un atomo sia elettricamente neutro, il numero di protoni deve essere uguale al numero di elettroni. I neutroni non hanno carica elettrica.
Il numero di protoni in un nucleo atomico determina quale elemento è l’atomo. Un atomo con otto protoni è un atomo di ossigeno, per esempio. Il numero di neutroni in un atomo, tuttavia, può variare alquanto e rimanere lo stesso elemento; queste varietà sono chiamate isotopi. Un atomo di ossigeno può contenere otto, nove o 10 neutroni ed essere ancora stabile. Sommando il numero di protoni e neutroni si ottiene il numero di massa.
Una convenzione è comunemente usata per rappresentare per iscritto le informazioni sugli atomi. Il simbolo di un atomo sulla tavola periodica indica il numero atomico. Il numero di massa si trova nella posizione in apice a sinistra del simbolo dell’atomo. Una carica elettrica netta, se presente, è scritta in apice a destra. Queste tre informazioni rivelano rispettivamente il numero totale di protoni, neutroni ed elettroni.
L’esistenza di diversi isotopi è il risultato del decadimento radioattivo. Una delle quattro forze fondamentali della natura, la forza nucleare debole, fa sì che gli atomi rilascino energia senza alcun contatto con altra materia. Nel decadimento alfa, due protoni e due neutroni sfuggono completamente a un atomo. Nel decadimento beta, un neutrone può trasformarsi in un protone. In questo caso, il numero di massa rimarrà lo stesso, ma il numero atomico aumenterà di uno.
È importante distinguere il numero di massa dalla massa atomica. Il numero di massa è sempre un numero intero senza unità associate. La massa atomica è una misura della massa di un atomo e deve avere unità di massa. Sebbene qualsiasi unità di massa sia valida, l’unità più comune utilizzata per la massa atomica è l’unità di massa atomica. Un’unità di massa atomica è pari a 1.66 x 10-24 grammi.