Как да се изчисли атомната маса

Атомна маса наречена сумата на масите на всички протони, неутрони и електрони, от които е един или друг атом или молекула. В сравнение с протони и неутрони, масата на електроните е много малка, така че не се взема предвид при изчисленията. Въпреки че това е неправилно от официална гледна точка, често този термин се използва за обозначаване на средната атомна маса на всички изотопи на елемента. Всъщност това е относителна атомна маса, също се нарича Атомно тегло Елемент. Атомното тегло е средната стойност на атомните маси от всички изотопи на елемента, намерен в природата. Химиците трябва да различават тези два вида атомна маса при извършване на работата им - неправилната стойност на атомната маса може например да доведе до неправилен резултат за излизане от реакционния продукт.

Стъпка

Метод 1 от 3:

Намиране на атомната маса на периодичната таблица на елементите

един. Изследват как се записва атомната маса. Атомна маса, т.е. масата на този атом или молекула могат да бъдат експресирани в стандартни единици на системата Si-Grams, килограми и т.н. Въпреки това, поради факта, че атомните маси, изразени в тези единици, са изключително малки, те често се записват в единни атомни единици на маса или съкратено.Д.М. - атомни единици на масата. Една атомна единица маса е равна на 1/12 маса на стандартен въглерод-12 изотоп.

Атомната единица на масата характеризира масата един мол от този елемент в грамове. Тази стойност е много полезна при практически изчисления, тъй като може лесно да се превърне в маса от дадено количество атоми или молекули на това вещество в молци и обратно.

2. Намерете атомната маса в периодичната таблица на Менделеев. Повечето стандартни таблици на Менделеев съдържат атомни маси (атомни тегла) на всеки елемент. Като правило, те са дадени под формата на число в дъното на клетката с елемент, под буквите, обозначаващи химичния елемент. Това обикновено не е цяло число и десетичната фракция.

Имайте предвид, че всички относителни атомни маси, посочени в масата на Mendeleev за всеки елемент, са В средата стойности. Химичните елементи имат различни Изотопи - химически сортове, имащи различни маси поради допълнителни или отсъстващи неутрони в атомното ядро. Следователно относителните атомни маси, изброени в периодичната таблица, могат да се използват като средна стойност за атомите на определен елемент, но не като маса от един атом на този елемент.

Относителните атомни маси, показани в периодичната таблица, се използват за изчисляване на моларните маси от атоми и молекули. Атомни маси, изразени в a.Д.М. (както в масата на Менделеев), по същество без безразмерна. Въпреки това, просто умножаване на атомната маса на 1 g / mol, получаваме полезна характеристика на елемента - маса (в грама) от едно молитва на атомите на този елемент.

3. Не забравяйте, че в периодичната таблица показва средните атомни маси на елементите. Както е отбелязано по-рано, относителните атомни маси, определени за всеки елемент в периодичната система, са средните стойности на масите на всички атомни изотопи. Тази средна стойност е ценна за много практически цели: например, той се използва при изчисляване Моларна маса Молекули, състоящи се от няколко атома. Въпреки това, когато се справяте с отделни атоми, тази стойност обикновено не е достатъчна.

Тъй като средната атомна маса е средна стойност за няколко изотопа, стойността, посочена в масата Mendeleev, не е точен Стойността на атомната маса на всеки единичен атом.

Атомните маси от отделни атоми трябва да бъдат изчислени, като се вземат предвид точния брой протони и неутрони в един атом.

Метод 2 от 3:

Изчисляване на атомната маса на отделен атом

един. Намерете атомния номер на този елемент или неговия изотоп. Атомният номер е броят на протоните в елементите на атомите, той никога не се променя. Например всички водородни атоми и само Те имат един протон. Атомният брой натрий е 11, тъй като в основата си единадесет протони, докато атомният брой кислород е осем, защото в основата си осем протони. Можете да намерите атомния номер на всеки елемент в периодичната таблица на Менделеев - в почти всичките му стандартни версии, този номер е посочен над азбучното означение на химичния елемент. Атомният номер винаги е положително цяло число.

Да предположим, че се интересуваме от въглероден атом. В въглеродните атоми винаги има шест протони, затова знаем, че атомният му номер е равен на 6. В допълнение, виждаме, че в периодичната система в горната част на въглеродната клетка (C) има цифра "6", показва, че атомният въглероден номер е шест.
Имайте предвид, че атомният номер на елемента е уникално свързан с относителната си атомна маса в периодичната система. Въпреки че, особено за елементите в горната част на масата, може да изглежда, че атомната маса на елемента е два пъти атомното число, тя никога не се изчислява от умножаването на атомното число две.

Изображение, озаглавено Изчислете атомната маса 2

2. Намерете броя на неутроните в ядрото. Броят на неутроните може да бъде различен за различни атоми от един и същ елемент. Когато два атома от един елемент със същия брой протони имат различно количество неутрони, те са различни изотопи на този елемент.За разлика от броя на протоните, които никога не се променят, броят на неутроните в атомите на определен елемент често може да се промени, поради което средната атомна маса на елемента е написана под формата на десетична фракция със стойност, която лежи между две съседни цели числа.

Броят на неутроните може да се определи чрез обозначението на изотопа на елемента. Например, въглерод-14 е радиоактивен въглерод-12 изотоп, намерен в природата. Често номерът на изотоп е показан под формата на надстройка, обърната към символа на елемента: c. Броят на неутроните е чрез изваждане на броя на протоните от изотопния номер: 14 - 6 = 8 неутрони.

Да предположим, че въглеродният атом на интереси има шест неутрона (в). Това е най-често срещаният въглероден изотоп, номерира около 99% от всички атоми на този елемент. Обаче, около 1% от въглеродните атоми имат 7 неутрони (c). Други видове въглеродни атоми имат повече от 7 или по-малко от 6 неутрона и съществуват в много малки количества.

Изображение, озаглавено Изчислете етап 4 на атомната маса 4

3. Сгънете броя на протоните и неутроните. Това ще бъде атомната маса на този атом. Не обръщайте внимание на броя на електроните, които обграждат ядрото - общата им маса е изключително малка, така че на практика не засягат вашите изчисления.

Нашият въглероден атом има 6 протони + 6 неутрони = 12. Така, атомната маса на този въглероден атом е 12. Ако беше изотопен "Въглерод-13", Ще знаем, че той има 6 протони + 7 неутрони = атомно тегло 13.

В действителност, въглерод-13 атомната маса е 13.003355 и тази стойност е по-точна, тъй като се определя експериментално.

Атомната маса е много близо до носовия номер на изотопа. За удобство на изчисленията номерът на изотоп често се очаква да бъде равен на атомната маса. Експериментално дефинираните стойности на атомните маси леко надвишават номера на изотоп поради много малък принос от електроните.

Метод 3 от 3:

Изчисляване на относителната атомна маса (атомно тегло) на елемента

един. Определят кои изотопи се съдържат в пробата. Химиците често определят съотношението на изотопите в конкретна проба, като се използва специален инструмент, наречен масспектрометър. Въпреки това, когато се учат, тези данни ще ви бъдат предоставени по отношение на задачи, контрол и т.н. под формата на ценности, взети от научната литература.

В нашия случай ние приемаме, че се занимаваме с два изотопа: въглерод-12 и въглерод-13.

Изображение, озаглавено Изчислете етап 5 на атомната маса 5

2. Определя относителното съдържание на всеки изотоп в пробата. За всеки елемент се намират различни изотопи в различни съотношения. Тези съотношения са почти винаги изразени в проценти. Някои изотопи се срещат много често, докато други са много редки - понякога толкова много, че трудно могат да бъдат открити. Тези стойности могат да бъдат определени с използване на мас спектрометрия или намерени в директорията.

Да предположим, че концентрацията на въглерод-12 е 99%, а въглерод-13 - 1%. Други въглеродни изотопи наистина ли съществуват, но в количества са толкова малки, че в този случай те могат да бъдат пренебрегнати.

Изображение, озаглавено Изчислете атомната маса 6

3. Умножете атомната маса на всеки изотоп върху неговата концентрация в пробата. Умножете атомната маса на всеки изотоп на процента (изразена под формата на десетична фракция). Да превеждат лихви в десетична фракция, просто ги разделете с 100. Получените концентрации в сумата винаги трябва да дават 1.

Нашата проба съдържа въглерод-12 и въглерод-13. Ако въглерод-12 е 99% от пробата, и въглерод-13 е 1%, след това е необходимо да се размножават 12 (атомно тегло на въглерод-12) с 0.99 и 13 (въглеродно атомно тегло-13) с 0.01.

В референтните книги дават процентни съотношения въз основа на известни количества от всички изотопи от един или друг елемент. Повечето учебници по химия съдържат тази информация под формата на таблица в края на книгата. За проучването на пробата, относителните концентрации на изотопи могат също да бъдат определени с помощта на масспектрометър.

Изображение, озаглавено изчисляване на атомната маса 7

4. Сгънете резултатите. Картирайте резултатите от умножаването, които сте получили в предишната стъпка. В резултат на тази операция ще намерите относителната атомна маса на вашия елемент - средната стойност на атомните маси на изотопите на разглеждания елемент. Когато елементът се счита за цяло, а не специфичен изотоп на този елемент, тази стойност се използва.

В нашия пример 12 x 0.99 = 11.88 за въглерод-12 и 13 х 0.01 = 0.13 за въглерод-13. Относителната атомна маса в нашия случай е 11.88 + 0.13 = 12,01.

Съвети

Някои изотопи са по-малко стабилни от други: те се разпадат до атомите на елементи с по-малък брой протони и неутрони в ядрото с отделяне на частици, които са част от атомното ядро. Такива изотопи се наричат радиоактивни.

От какво имаш нужда

Директория на химията
Калкулатор