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元素の原子量を調べる方法は複数あり、どの方法を使用するかは、持っている情報によって異なります。しかし、方法を説明する前に、元素の原子量の意味を見てみましょう.
原子質量は、原子内の陽子、中性子、および電子の質量の合計であり、原子量は、原子グループ内の平均原子質量です。電子は陽子や中性子よりもはるかに小さい質量を持っているため、計算では考慮されず、原子質量は陽子と中性子の質量の合計になります。
あなたが持っている情報に応じて、要素の原子量を調べるには3つの方法があります. どちらを使用しますか？それは、元素の単一の原子または元素の同じ同位体の原子のグループ、元素の天然サンプル、または単に標準値を知る必要があるかどうかによって異なります.
原子量の調べ方
原子質量を見つけるために使用できる方法は、特定の同位体、天然サンプル、または特定の同位体組成を含むサンプルのいずれを検討しているかによって異なります。
元素の周期表で原子量を調べる
原子量は、元素記号の下に頻繁に見られる数値であり、その元素のすべての自然発生同位体の原子質量の加重平均です。
たとえば、炭素の原子量を知る必要がある場合は、まずその記号である C を特定し、次に周期表で調べます。原子量は記号の下にある 10 進数で、この場合は約 12.01 です。これは炭素のさまざまな同位体の原子質量の平均であるため、報告される有効数字は異なる場合があることに注意してください。
周期表で報告される原子量の値は、原子質量単位 (amu) で表されますが、計算やその他のアプリケーションでは、通常、1 モルあたりのグラム数 (g/mol) の原子量が使用されます。この場合、炭素の原子量は 12.01 グラム/モル (g/mol) になります。
同位体の陽子と中性子を加える
単一の原子または元素の同位体の原子量を計算するには、原子核を構成する陽子と中性子の質量を追加する必要がありますが、この場合、適切な用語は原子量であり、原子量ではありません。
たとえば、7 つの中性子を持つ炭素の同位体の原子量を決定する方法を見てみましょう。周期表では、炭素の原子番号が 6 であることがわかります。これは、その核内の陽子の数と一致します。この炭素同位体の原子量は、陽子と中性子の質量の合計、6 + 7、つまり 13 になります。
元素の同位体の原子質量の加重平均を計算します
元素の原子量は、元素のすべての同位体の原子質量の加重平均です。平均加重係数は、各同位体の自然存在量です。元素の原子量を計算するのは簡単です。
通常、このような場合、元素の同位体のリストには、原子質量と同位体存在量が分数またはパーセンテージで示されます。原子量を計算する手順は、各同位体の質量にその存在量を掛けて、考慮されるすべての同位体についてこの操作の結果を加算することで構成されます。同位体存在量がパーセンテージで表されている場合、最終結果を 100 で割るか、パーセンテージ値を各同位体の分数に変換する必要があります。
たとえば、 98% の12 C と 2% の13 Cで構成される炭素原子のサンプルがあるとします。このサンプルの原子量は?
最初に、各値を 100 で割って、同位体存在量をパーセンテージから分数に変換する必要があります。次に、 12 Cの同位体存在量は0.98 になり、 13 Cの同位体存在量は0.02 になります (計算を確認するために、同位体の変換値を追加できます。各同位体の存在量 、結果は 1 になるはずです; この場合は 0.98 + 0.02 = 1.00)。
次に、各同位体の原子質量に、サンプル内の各同位体の同位体存在量を掛けます。
0.98×12＝11.76
0.02×13＝0.26
そして、このサンプルの炭素の原子量の最終値は、得られた 2 つの値を加算することによって得られます。
11.76 + 0.26 = 12.02 g/モル
得られた原子量は、元素炭素の周期表にある値よりもわずかに大きいことがわかります。この違いの理由は何ですか？得られた原子量は周期表から得られたものよりも大きいため、考慮されたサンプルの同位体組成は、炭素の天然同位体組成とは異なり、 13 Cの関与が大きく、組成が天然であることを考慮しても炭素には、 14などの不安定で重い同位体が含まれます。C. 周期表によって報告される原子量は地球の地殻と大気に対応することを考慮に入れる必要がありますが、同位体組成はマントルや地球のコア、または他の惑星や衛星などで異なる場合があります火星と月。
同位体分率の値が常に更新されているため、周期表によって報告される各元素の原子量値がわずかに異なることがわかります。一部の最新の周期表には、原子量値の変動範囲が含まれています。
噴水
ME Wieser元素の原子量。 純粋なアプリケーション。化学、V.78、pp。2051 年、2006 年。
