Vidējā atomu masa nav tiešs viena atoma mērījums. Šī masa ir konkrēta elementa vispārējā parauga vidējā masa uz atomu. Ja jūs varētu aprēķināt viena miljarda atoma masu, jūs varētu aprēķināt šo vērtību tāpat kā jebkuru citu vidējo. Par laimi, ir vieglāks atomu masas aprēķināšanas veids, kura pamatā ir zināmi dati no dažādu izotopu retumiem.
Solis
1. daļa no 2: Vidējās atomu masas aprēķināšana
1. solis. Izprotiet izotopus un atomu masas
Lielākā daļa elementu dabiski rodas dažādās formās, ko sauc par izotopiem. Katra izotopa masas skaitlis ir protonu un neitronu skaits tā kodolā. Katrs protons un neitrons sver 1 atomu masas vienību (amu). Vienīgā atšķirība starp diviem elementa izotopiem ir neitronu skaits uz atomu, kas ietekmē atomu masu. Tomēr elementiem vienmēr ir vienāds protonu skaits.
- Elementa vidējo atomu masu ietekmē tā neitronu skaita variācijas, un tā attēlo vidējo masu uz vienu atomu kopējā elementa paraugā.
- Piemēram, elementārajam sudrabam (Ag) ir 2 dabiski sastopami izotopi, proti, Ag-107 un Ag-109 (vai). 107Ag un 109Ag). Izotopi tiek nosaukti, pamatojoties uz to "masas numuru" vai protonu un neitronu skaitu atomā. Tas nozīmē, ka Ag-109 ir par 2 vairāk neitronu nekā Ag-107, tāpēc tā masa ir nedaudz lielāka.
2. solis. Ievērojiet katra izotopa masu
Katram izotopam ir nepieciešami divu veidu dati. Šos datus varat atrast mācību grāmatās vai interneta avotos, piemēram, webelements.com. Pirmie dati ir atomu masa vai katra izotopa viena atoma masa. Izotopiem, kuriem ir vairāk neitronu, ir lielāka masa.
- Piemēram, sudraba izotopa Ag-107 atomu masa ir 106, 90509 vidusskola (atomu masas vienība). Tikmēr izotopam Ag-109 ir nedaudz lielāka masa, proti 108, 90470.
- Pēdējās divas zīmes aiz komata dažādos avotos var nedaudz atšķirties. Pēc atomu masas iekavās neiekļaujiet nekādus skaitļus.
Solis 3. Pierakstiet katra izotopa pārpilnību
Šī pārpilnība norāda uz to, cik bieži izotops ir procentos no visiem elementiem, kas veido elementu. Katrs izotops ir proporcionāls elementa pārpilnībai (jo lielāks ir izotopu pārpilnība, jo lielāka ietekme uz vidējo atomu masu). Šos datus varat atrast tajos pašos avotos kā atomu masa. Visu izotopu pārpilnībai jābūt 100% (lai gan noapaļošanas kļūdu dēļ var būt neliela kļūda).
- Izotopa Ag-107 pārpilnība ir 51,86%, savukārt Ag-109 ir nedaudz retāk sastopams-48,14%. Tas nozīmē, ka sudraba vispārējais paraugs sastāv no 51,86% Ag-107 un 48,14% Ag-109.
- Ignorējiet visus izotopus, kuru pārpilnība nav uzskaitīta. Šādi izotopi uz Zemes dabiski nenotiek.
Solis 4. Pārveidojiet pārpilnības procentuālo daļu par decimāldaļu
Sadaliet pārpilnības procentu ar 100, lai iegūtu tādu pašu vērtību decimāldaļās.
Tajā pašā uzdevumā pārpilnības skaitlis ir 51,86/100 = 0, 5186 un 48, 14/100 = 0, 4814.
Solis 5. Atrodiet stabilā izotopa vidējo svērto atomu masu
Elementa ar izotopu skaitu n vidējā atomu masa ir vienāda ar (masaizotops 1 * pārpilnībaizotops 1) + (masaizotops 2 * pārpilnībaizotops 2) +… + (Masan izotopu * pārpilnīban izotopu . Šis ir "vidējā svērtā" piemērs, kas nozīmē, ka jo lielāka masa (jo lielāka pārpilnība), jo lielāka ietekme uz rezultātu. Lūk, kā sudrabai izmantot iepriekš minēto formulu:
-
Vidējā atomu masaAg = (masa107. augusts * pārpilnība107. augusts) + (masaAg-109 * pārpilnībaAg-109)
=(106, 90509 * 0, 5186) + (108, 90470 * 0, 4814)
= 55, 4410 + 52, 4267
= 107, 8677 vidusskola.
- Apskatiet periodiskās tabulas elementus, lai pārbaudītu savu atbildi. Vidējā atomu masa parasti ir norādīta zem elementa simbola.
2. daļa no 2: Aprēķinu rezultātu izmantošana
Solis 1. Pārvērtiet masu par atomu skaitli
Vidējā atomu masa parāda attiecību starp masu un atomu skaitu kopējā elementa paraugā. Tas ir noderīgi ķīmijas laboratorijās, jo tiešais atomu skaita aprēķins ir gandrīz neiespējams, bet tā masas aprēķināšana ir diezgan vienkārša. Piemēram, jūs varat nosvērt sudraba paraugu un aprēķināt, ka katrs 107,8677 amu masas satur 1 sudraba atomu.
2. solis. Konvertējiet uz molmasu
Atomu masas vienība ir ļoti maza. Tādējādi ķīmiķi paraugus parasti sver gramos. Par laimi, šis jēdziens tika definēts, lai atvieglotu konvertēšanu. Vienkārši reiziniet vidējo atomu masu ar 1 g/mol (molmasas konstante), lai iegūtu atbildi g/mol. Piemēram, 107,8677 gramos sudraba ir vidēji 1 mols sudraba atomu.
Solis 3. Atrodiet vidējo molekulmasu
Tā kā molekula ir atomu kolekcija, jūs varat saskaitīt atomu masas, lai aprēķinātu molekulmasu. Ja izmantojat vidējo atomu masu (nevis konkrēta izotopa masu), rezultāts ir paraugā dabiski sastopamo molekulu vidējā masa. Piemērs:
- Ūdens molekulas ķīmiskā formula ir H2O. Tātad, tas sastāv no 2 ūdeņraža atomiem (H) un 1 skābekļa atoma (O).
- Ūdeņraža vidējā atomu masa ir 1,00794 amu. Tikmēr skābekļa atomu vidējā masa ir 15 9994 amu.
- Molekulmasa H2Vidējais O ir vienāds ar (1,00794) (2) + 15,9994 = 18,01528 amu, kas atbilst 18,01528 g/mol.
Padomi
- Termins relatīvā atomu masa dažreiz tiek lietots kā vidējās atomu masas sinonīms. Tomēr starp abiem ir neliela atšķirība, jo relatīvajai atomu masai nav vienību, bet tā ir masa attiecībā pret C-12 oglekļa atomu. Ja vidējās masas aprēķinos izmantojat atomu masas vienības, šīs divas vērtības būtībā ir identiskas.
- Ar dažiem īpašiem izņēmumiem elementiem, kas atrodas pa labi no periodiskās tabulas, ir lielāka vidējā masa nekā elementiem pa kreisi. Tas var būt vienkāršs veids, kā pārbaudīt, vai jūsu atbildei ir jēga.
- 1 atomu masas vienība ir definēta kā 1/12 daļa no viena C-12 oglekļa atoma.
- Izotopu pārpilnība tiek aprēķināta, pamatojoties uz paraugiem, kas dabiski sastopami uz Zemes. Neparastiem savienojumiem, piemēram, meteorītiem vai laboratorijas paraugiem, var būt atšķirīga izotopu attiecība un līdz ar to atšķirīga vidējā atomu masa.
- Skaitlis iekavās aiz atomu masas apzīmē pēdējā cipara nenoteiktību. Piemēram, atomu masa 1,0173 (4) nozīmē, ka vispārējā atomu parauga masa ir diapazonā 1,0173 ± 0,0004. Šis skaitlis nav jāizmanto, ja vien tas netiek prasīts uzdevumā.
- Aprēķinot masas, kurās ir elementi un savienojumi, izmantojiet vidējo atomu masu.
