Trzy sposoby na znalezienie masy atomowej

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


Istnieje więcej niż jeden sposób ustalenia masy atomowej pierwiastka, a metoda, której użyjesz, będzie zależeć od posiadanych informacji. Ale zanim wyjaśnimy metody, zobaczmy znaczenie masy atomowej pierwiastka.

Masa atomowa to suma mas protonów, neutronów i elektronów w atomie , a masa atomowa to średnia masa atomowa w grupie atomów . Elektrony mają znacznie mniejszą masę niż protony i neutrony, więc nie są uwzględniane w obliczeniach, a masa atomowa jest wtedy sumą mas protonów i neutronów. 

Istnieją trzy sposoby sprawdzenia masy atomowej pierwiastka, w zależności od posiadanych informacji. Którego użyć? To zależy od tego, czy rozważasz pojedynczy atom pierwiastka, czy grupę atomów tego samego izotopu pierwiastka, naturalną próbkę pierwiastka, czy po prostu potrzebujesz znać wartość wzorcową.

Jak znaleźć masę atomową

Metoda, której można użyć do znalezienia masy atomowej, zależy od tego, czy rozważany jest dany izotop, próbka naturalna czy próbka zawierająca dany skład izotopowy.

Sprawdź masę atomową w układzie okresowym pierwiastków

Masa atomowa to liczba często znajdująca się pod symbolem pierwiastka i jest średnią ważoną mas atomowych wszystkich naturalnie występujących izotopów tego pierwiastka.

Na przykład, jeśli chcemy znać masę atomową węgla, najpierw identyfikujemy jego symbol, którym jest C, a następnie sprawdzamy go w układzie okresowym. Masa atomowa to liczba dziesiętna, którą znajdujemy pod symbolem iw tym przypadku jest to około 12,01. Należy zauważyć, że ponieważ jest to średnia mas atomowych różnych izotopów węgla, podawane wartości znaczące mogą się różnić.

Wartość masy atomowej podana w układzie okresowym jest w jednostkach masy atomowej lub amu, ale do obliczeń lub innych zastosowań zwykle stosuje się masę atomową w gramach na mol (g/mol); w tym przypadku masa atomowa węgla wynosiłaby 12,01 grama na mol (g/mol).

Dodaj protony i neutrony izotopu

Aby obliczyć masę atomową pojedynczego atomu lub izotopu pierwiastka, należy dodać masę protonów i neutronów tworzących jego jądro, chociaż w tym przypadku właściwym terminem jest masa atomowa, a nie masa atomowa.

Na przykład zobaczmy, jak można określić masę atomową izotopu węgla, który ma 7 neutronów. W układzie okresowym widać, że liczba atomowa węgla wynosi 6, co pokrywa się z liczbą protonów w jego jądrze; wówczas masa atomowa tego izotopu węgla będzie sumą mas protonów i neutronów, 6 + 7, czyli 13.

Oblicz średnią ważoną mas atomowych izotopów pierwiastka

Masa atomowa pierwiastka to średnia ważona masy atomowej wszystkich izotopów pierwiastka; średni współczynnik wagowy to naturalna obfitość każdego izotopu. Łatwo wtedy obliczyć masę atomową pierwiastka.
Zwykle w takich przypadkach podaje się listę izotopów pierwiastka wraz z ich masą atomową i liczebnością izotopową, wyrażoną jako ułamek lub procent. Procedura obliczania masy atomowej polega na pomnożeniu masy każdego izotopu przez jego obfitość i dodaniu wyniku tej operacji dla wszystkich rozważanych izotopów. Jeśli liczebność izotopów jest wyrażona w procentach, wynik końcowy należy podzielić przez 100 lub przeliczyć wartość procentową na ułamek dla każdego izotopu.

Na przykład, jeśli masz próbkę atomów węgla złożoną z 98% 12 C i 2% 13 C; Jaka jest masa atomowa tej próbki?

Najpierw musisz przeliczyć obfitość izotopów z procentów na ułamki, dzieląc każdą wartość przez 100. Wtedy obfitość izotopów 12 C wyniesie 0,98, a 13 C wyniesie 0,02 (aby zweryfikować obliczenia, możesz dodać przeliczoną wartość izotopów obfitość każdego izotopu, a wynik powinien wynosić 1; w tym przypadku 0,98 + 0,02 = 1,00).

Masa atomowa każdego izotopu jest następnie mnożona przez liczebność izotopów każdego izotopu w próbce:

0,98×12 = 11,76
0,02×13 = 0,26

A ostateczną wartość masy atomowej węgla w tej próbce uzyskuje się przez dodanie dwóch uzyskanych wartości:

11,76 + 0,26 = 12,02 g/mol

Można zauważyć, że uzyskana masa atomowa jest nieco wyższa od wartości znalezionej w układzie okresowym pierwiastka węgiel. Jaki jest powód tej różnicy? Skład izotopowy badanej próbki różni się od naturalnego składu izotopowego węgla, z większym udziałem 13 C, gdyż uzyskana masa atomowa jest większa niż uzyskana z układu okresowego pierwiastków, nawet biorąc pod uwagę, że skład Naturalny węgiel zawiera niestabilny cięższy izotop, taki jak 14C. Należy wziąć pod uwagę, że masy atomowe podane w układzie okresowym odpowiadają skorupie ziemskiej i atmosferze, ale skład izotopowy może być inny w płaszczu lub w jądrze Ziemi lub na innych planetach i satelitach, takich jak Mars i Księżyc.

Można zauważyć, że wartości masy atomowej każdego pierwiastka podane w układzie okresowym różnią się nieznacznie, ponieważ wartości frakcji izotopowej są stale aktualizowane. Niektóre współczesne układy okresowe obejmują zakres zmienności wartości masy atomowej.

Fontanna

ME Wieser Masy atomowe pierwiastków. czysta aplikacja Chem., V.78, str. 2051, 2006 .

-Reklama-

Sergio Ribeiro Guevara (Ph.D.)
Sergio Ribeiro Guevara (Ph.D.)
(Doctor en Ingeniería) - COLABORADOR. Divulgador científico. Ingeniero físico nuclear.

Artículos relacionados

Co oznacza LD50?

co to jest boraks