Atomu masa ir visu protonu, neitronu un elektronu summa vienā atomā vai molekulā. Elektrona masa ir tik maza, ka to var ignorēt un neņemt vērā. Lai gan tas ir tehniski nepareizs, termins atomu masa bieži tiek lietots arī, lai apzīmētu visu elementu izotopu vidējo atomu masu. Šī otrā definīcija patiesībā ir relatīvā atomu masa, kas pazīstama arī kā atomu svars elements. Atomu svars ņem vērā viena un tā paša elementa dabisko izotopu vidējo masu. Ķīmiķiem ir jānošķir šie divi atomu masas veidi, lai vadītu savu darbu - piemēram, nepareiza atomu masas vērtība var izraisīt nepareizu eksperimenta rezultātu aprēķinu.
Solis
1. metode no 3: Atomu masas nolasīšana periodiskajā tabulā
1. solis. Izprotiet, kā attēlot atomu masu
Atomu masa ir atoma vai molekulas masa. Atomu masu var izteikt standarta SI masas vienībās - gramos, kilogramos utt. Tomēr, tā kā atomu masa šajās vienībās ir ļoti maza, atomu masu bieži izsaka saliktās atomu masas vienībās (parasti saīsināti u vai amu). Vienas atomu masas vienības standarts ir 1/12 no standarta oglekļa-12 izotopa masas.
Atomu masas vienība izsaka viena elementa vai molekulas masu gramos. Tas ir ļoti noderīgs īpašums praktiskos aprēķinos, jo šī vienība ļauj viegli pārvērst viena veida atomu vai molekulu masas un molu
2. Atrast atomu masu periodiskajā tabulā
Lielākajā daļā periodisko tabulu ir uzskaitīta katra elementa relatīvā atomu masa (atomu svars). Šī masa gandrīz vienmēr ir norādīta kā skaitlis tabulas elementu režģa apakšā zem ķīmiskā simbola, kas nolasa burtu vai divus. Šo skaitli parasti attēlo kā decimāldaļu, nevis veselu skaitli.
- Ņemiet vērā, ka periodiskajā tabulā norādītās relatīvās atomu masas ir saistīto elementu vidējās vērtības. Ķīmiskajiem elementiem ir dažādi izotopi - ķīmiskas formas, kurām ir atšķirīga masa, jo no atoma kodola tiek pievienots vai atņemts viens vai vairāki neitroni. Tādējādi periodiskajā tabulā norādīto relatīvo atomu masu var izmantot kā vidējo vērtību konkrēta elementa atomiem, bet Nē kā viena elementa atoma masa.
- Relatīvās atomu masas, piemēram, periodiskajā tabulā, tiek izmantotas, lai aprēķinātu atomu un molekulu molmasas. Atomu masai, ja to attēlo amu, kā periodiskajā tabulā, tehniski nav vienību. Tomēr, reizinot atomu masu ar 1 g/mol, iegūstam daudzumu, ko var izmantot elementa molmasai - viena elementa atoma masu (gramos).
3. Izprotiet, ka periodiskās tabulas vērtības ir elementa vidējās atomu masas
Kā jau paskaidrots, relatīvā atomu masa, kas norādīta katram periodiskās tabulas elementam, ir visu atomu izotopu vidējā vērtība. Šis vidējais ir svarīgs daudziem praktiskiem aprēķiniem - piemēram, aprēķinot molekulas, kas sastāv no vairākiem atomiem, molāro masu. Tomēr, strādājot ar atsevišķiem atomiem, šis skaitlis dažkārt nav pietiekams.
- Periodiskās tabulas vērtība nav precīza vērtība nevienai atsevišķai atomu masai, jo tā ir vairāku dažādu izotopu vidējā vērtība.
- Atomu masas atsevišķiem atomiem jāaprēķina, ņemot vērā precīzu protonu un neitronu skaitu vienā atomā.
2. metode no 3: Atomu masas aprēķināšana atsevišķiem atomiem
1. solis. Atrodiet elementa vai izotopa atomu skaitu
Atomu skaitlis ir protonu skaits elementā, un tam nav mainīga skaita. Piemēram, visiem ūdeņraža atomiem un tikai ūdeņraža atomiem ir viens protons. Nātrija atomu skaits ir 11, jo tā kodolā ir vienpadsmit protoni, bet skābeklim - 8, jo tā kodolā ir astoņi protoni. Periodiskajā tabulā varat atrast jebkura elementa atomu skaitu - gandrīz jebkurā standarta periodiskajā tabulā. Atomu skaitlis ir skaitlis virs ķīmiskā simbola, kas nolasa vienu vai divus burtus. Šis skaitlis vienmēr ir pozitīvs vesels skaitlis.
- Pieņemsim, ka mēs strādājam ar oglekļa atomiem. Ogleklim vienmēr ir seši protoni. Tātad, mēs zinām, ka tā atomu skaitlis ir 6. Mēs arī periodiskajā tabulā redzam, ka oglekļa (C) lodziņa augšpusē ir skaitlis “6”, kas norāda, ka oglekļa atomu skaits ir seši.
- Ņemiet vērā, ka elementa atomu skaitlis tieši neietekmē tā relatīvo atomu masu, kā tas ir rakstīts periodiskajā tabulā. Lai gan šķiet ticams, ka atoma atomu masa ir divreiz lielāka par tās atomu skaitu (īpaši starp elementiem periodiskās tabulas augšdaļā), atomu masa nekad netiek aprēķināta, reizinot elementa atomu skaitu ar diviem.
2. Atrast neitronu skaitu kodolā
Neitronu skaits konkrēta elementa atomiem var atšķirties. Lai gan divi atomi ar vienādu protonu skaitu un atšķirīgu neitronu skaitu ir viens un tas pats elements, tie ir dažādi elementa izotopi. Atšķirībā no protonu skaita elementā, kurš nekad nemainās, neitronu skaits konkrētā elementa atomos var atšķirties, tāpēc elementa vidējā atomu masa jāatspoguļo kā decimāldaļa starp diviem veseliem skaitļiem.
- Neitronu skaitu var noteikt, nosakot elementa izotopu. Piemēram, ogleklis-14 ir dabiski sastopams oglekļa-12 radioaktīvais izotops. Jūs bieži redzēsiet izotopus, kuriem augšpusē (virsraksts) pirms elementa simbola ir piešķirts mazs skaitlis: 14C. Neitronu skaitu aprēķina, no izotopu skaita atņemot protonu skaitu: 14 - 6 = 8 neitroni.
- Pieņemsim, ka oglekļa atomam, ar kuru mēs strādājam, ir seši neitroni (12C). Tas ir visizplatītākais oglekļa izotops, kas veido gandrīz 99% no visiem oglekļa atomiem. Tomēr apmēram 1% oglekļa atomu ir 7 neitroni (13C). Citus oglekļa atomu veidus, kuros ir vairāk vai mazāk par 6 vai 7 neitroniem, ir ļoti maz.
3. solis. Pievienojiet protonu un neitronu skaitu
Šī ir atoma atomu masa. Neuztraucieties par elektronu skaitu, kas riņķo ap kodolu - kopējā masa ir tik maza, ka vairumā praktisko gadījumu šī masa īsti neietekmēs jūsu atbildi.
- Mūsu oglekļa atomam ir 6 protoni + 6 neitroni = 12. Šī konkrētā oglekļa atoma atomu masa ir 12. Tomēr, ja atoms ir oglekļa-13 izotops, mēs zinām, ka atomam ir 6 protoni + 7 neitroni = atomu svars no 13.
- Oglekļa-13 faktiskais atomsvars ir 13 003355, un šis svars ir precīzāks, jo tas tika noteikts eksperimentāli.
- Atomu masa ir gandrīz vienāda ar elementa izotopu skaitu. Pamataprēķinu vajadzībām izotopu skaits ir vienāds ar atomu masu. Eksperimentāli nosakot, atomu masa ir nedaudz lielāka par izotopu skaitu, jo elektronu masa ir ļoti maza.
3. metode no 3: Elementa relatīvās atomu masas (atomu svara) aprēķināšana
1. solis. Nosakiet paraugā esošos izotopus
Ķīmiķi bieži nosaka relatīvās izotopu proporcijas paraugā, izmantojot īpašu instrumentu, ko sauc par masas spektrometru. Tomēr ķīmijas stundās studentiem un koledžas studentiem šī informācija jums bieži tiek sniegta skolas pārbaudījumos utt., Atzīmju veidā, kas noteiktas zinātniskajā literatūrā.
Pieņemsim, ka mēs strādājam ar oglekļa-12 un oglekļa-13 izotopiem
2. solis. Nosakiet katra izotopa relatīvo daudzumu paraugā
Dotajā elementā dažādi izotopi notiek dažādās proporcijās. Šo proporciju gandrīz vienmēr apzīmē procentos. Dažiem izotopiem ir ļoti izplatītas proporcijas, bet citiem ir ārkārtīgi reti - dažreiz tik reti, ka šīs proporcijas ir tikko nosakāmas. Šo informāciju var noteikt, izmantojot masas spektrometriju vai no atsauces grāmatām.
Pieņemsim, ka oglekļa-12 daudzums ir 99% un oglekļa-13 daudzums ir 1%. Ir arī citi oglekļa izotopi, taču tik mazos daudzumos, ka šajā piemēra uzdevumā tos var neņemt vērā
Solis 3. Reiziniet katra izotopa atomu masu ar tā proporciju paraugā
Reiziniet katra izotopa atomu masu ar tā procentuālo daudzumu (rakstīts decimāldaļās). Lai procentus pārvērstu par decimālzīmēm, vienkārši sadaliet procentus ar 100. Procentuālais skaits, kas ir pārvērsts par decimāldaļu, vienmēr būs 1.
- Mūsu paraugs satur oglekli-12 un oglekli-13. Ja ogleklis-12 veido 99% parauga un ogleklis-13 veido 1% parauga, 12 (oglekļa-12 atomu masa) reizina ar 0,99 un 13 (oglekļa-13 atomu masa) ar 0,01.
- Atsauces grāmatas sniegs procentuālās proporcijas, pamatojoties uz visiem zināmajiem elementa izotopu daudzumiem. Lielākajā daļā ķīmijas mācību grāmatu šī informācija ir iekļauta tabulā grāmatas aizmugurē. Masas spektrometrs var arī noteikt pārbaudāmā parauga īpatsvaru.
Solis 4. Sasummējiet rezultātus
Pievienojiet reizināšanas rezultātus, ko veicāt iepriekšējā solī. Šīs summas rezultāts ir jūsu elementa relatīvā atomu masa - jūsu elementa izotopu atomu masu vidējā vērtība. Apspriežot elementus kopumā, nevis konkrētus elementa izotopus, tiek izmantota šī vērtība.
