Atomska masa je vsota vseh protonov, nevtronov in elektronov v enem atomu ali molekuli. Masa elektrona je tako majhna, da jo je mogoče zanemariti in ne upoštevati. Čeprav je tehnično napačen, se izraz atomska masa pogosto uporablja tudi za označevanje povprečne atomske mase vseh izotopov elementa. Ta druga definicija je dejansko relativna atomska masa, ki je znana tudi kot atomska teža element. Atomska teža upošteva povprečno maso naravno prisotnih izotopov istega elementa. Kemiki morajo razlikovati med tema dvema vrstama atomske mase za vodenje svojega dela - na primer, napačna vrednost atomske mase lahko vodi do napačnega izračuna eksperimentalnih rezultatov.
Korak
Metoda 1 od 3: Branje atomske mase v periodnem sistemu
Korak 1. Razumeti, kako predstaviti atomsko maso
Atomska masa je masa atoma ali molekule. Atomsko maso lahko izrazimo v standardnih enotah mase SI - gramih, kilogramih itd. Ker pa je atomska masa zelo majhna, če je izražena v teh enotah, je atomska masa pogosto izražena v sestavljenih enotah atomske mase (običajno okrajšava u ali amu). Standard za eno enoto atomske mase je 1/12 mase standardnega izotopa ogljika-12.
Enota atomske mase izraža maso enega mola elementa ali molekule v gramih. To je zelo uporabna lastnost v praktičnih izračunih, ker ta enota olajša pretvorbo med masami in moli količin atomov ali molekul iste vrste
Korak 2. Poiščite atomsko maso v periodnem sistemu
Večina periodnih tabel navaja relativno atomsko maso (atomsko težo) vsakega elementa. Ta masa je skoraj vedno navedena kot številka na dnu mreže elementov v tabeli, pod kemijskim simbolom, ki bere črko ali dve. To število je običajno predstavljeno kot decimalno in ne kot celo število.
- Upoštevajte, da so relativne atomske mase, navedene v periodnem sistemu, povprečne vrednosti sorodnih elementov. Kemični elementi imajo različne izotope - kemične oblike, ki imajo različne mase zaradi dodajanja ali odštevanja enega ali več nevtronov iz atomskega jedra. Tako se lahko relativna atomska masa, navedena v periodnem sistemu, uporabi kot povprečna vrednost atomov določenega elementa, vendar ne kot masa posameznega atoma elementa.
- Relativne atomske mase, kot so tiste, ki jih najdemo v periodnem sistemu, se uporabljajo za izračun molarnih mas atomov in molekul. Atomska masa, če je predstavljena v amu kot v periodnem sistemu, tehnično nima enot. Če pa pomnožimo atomsko maso z 1 g/mol, dobimo količino, ki jo lahko uporabimo za molarno maso elementa - maso (v gramih) enega mola atoma elementa.
Korak 3. Zavedajte se, da so vrednosti v periodnem sistemu povprečne atomske mase elementa
Kot je že pojasnjeno, je relativna atomska masa, navedena za vsak element v periodnem sistemu, povprečna vrednost vseh izotopov atoma. To povprečje je pomembno za številne praktične izračune - na primer za izračun molske mase molekule, sestavljene iz več atomov. Vendar pri delu s posameznimi atomi to število včasih ne zadošča.
- Vrednost v periodnem sistemu ni natančna vrednost za posamezno atomsko maso, ker je povprečje več različnih vrst izotopov.
- Atomske mase za posamezne atome je treba izračunati ob upoštevanju natančnega števila protonov in nevtronov v enem atomu.
Metoda 2 od 3: Izračun atomske mase za posamezne atome
Korak 1. Poiščite atomsko številko elementa ali izotopa
Atomska številka je število protonov v elementu in se ne spreminja. Na primer, vsi atomi vodika in samo vodikovi atomi imajo en proton. Atomsko število natrija je 11, ker ima jedro enajst protonov, kisik pa atomsko število 8, ker ima jedro osem protonov. Atomsko številko katerega koli elementa lahko najdete v periodnem sistemu - v skoraj vsaki standardni periodni tabeli. Atomska številka je številka nad kemijskim simbolom, ki bere eno ali dve črki. Ta številka je vedno pozitivno celo število.
- Recimo, da delamo z ogljikovimi atomi. Ogljik ima vedno šest protonov. Torej vemo, da je njegovo atomsko število 6. V periodnem sistemu vidimo tudi, da ima polje za ogljik (C) na vrhu številko "6", kar kaže, da je atomsko število ogljika šest.
- Upoštevajte, da atomsko število elementa nima neposrednega vpliva na njegovo relativno atomsko maso, kot je zapisano v periodnem sistemu. Čeprav se zdi verjetno, da je atomska masa atoma dvakrat večja od njegove atomske številke (zlasti med elementi na vrhu periodnega sistema), se atomska masa nikoli ne izračuna tako, da se atomsko število elementa pomnoži z dvema.
Korak 2. Poiščite število nevtronov v jedru
Število nevtronov se lahko razlikuje za atome določenega elementa. Čeprav sta dva atoma z enakim številom protonov in različnim številom nevtronov isti element, sta različna izotopa elementa. Za razliko od števila protonov v elementu, ki se nikoli ne spremeni, se lahko število nevtronov v atomih določenega elementa spreminja, zato mora biti povprečna atomska masa elementa predstavljena kot decimalna vrednost med dvema celima številkama.
- Število nevtronov je mogoče določiti z določitvijo izotopa elementa. Na primer, ogljik-14 je naravno prisoten radioaktivni izotop ogljika-12. Pogosto boste videli izotope, ki jim je na vrhu pred simbolom elementa dodeljena majhna številka: 14C. Število nevtronov se izračuna tako, da se od števila izotopov odšteje število protonov: 14 - 6 = 8 nevtronov.
- Recimo, da ima ogljikov atom, s katerim delamo, šest nevtronov (12C). Je najpogostejši izotop ogljika, ki predstavlja skoraj 99% vseh ogljikovih atomov. Vendar ima približno 1% ogljikovih atomov 7 nevtronov (13C). Drugih atomov ogljika, ki imajo več ali manj kot 6 ali 7 nevtronov, je zelo malo.
Korak 3. Seštejte število protonov in nevtronov
To je atomska masa atoma. Ne skrbite za število elektronov, ki krožijo okoli jedra - skupna masa je tako majhna, da v večini praktičnih primerov ta masa ne bo vplivala na vaš odgovor.
- Naš ogljikov atom ima 6 protonov + 6 nevtronov = 12. Atomska masa tega ogljikovega atoma je 12. Če pa je atom izotop ogljika-13, vemo, da ima atom 6 protonov + 7 nevtronov = atomska teža od 13.
- Dejanska atomska teža ogljika-13 je 13,003355, ta teža pa je natančnejša, ker je bila določena eksperimentalno.
- Atomska masa je skoraj enaka številu izotopov elementa. Za osnovne izračune je število izotopov enako atomski masi. Pri eksperimentalnem določanju je atomska masa nekoliko večja od števila izotopov zaradi zelo majhnega masnega prispevka elektronov.
Metoda 3 od 3: Izračun relativne atomske mase (atomske teže) elementa
Korak 1. Določite izotope, prisotne v vzorcu
Kemiki pogosto določajo relativne izotopske deleže v vzorcu s posebnim instrumentom, imenovanim masni spektrometer. Pri pouku kemije za študente in študente pa vam te podatke pogosto dajo pri šolskih preizkusih itd. V obliki ocen, ki so bile določene v znanstveni literaturi.
Za naše namene recimo delamo z izotopoma ogljik-12 in ogljik-13
Korak 2. Določite relativno številčnost vsakega izotopa v vzorcu
V danem elementu se v različnih razmerjih pojavljajo različni izotopi. Ta delež je skoraj vedno označen kot odstotek. Nekateri izotopi imajo zelo pogosta razmerja, drugi pa so izjemno redki - včasih tako redki, da jih je komaj mogoče zaznati. Te podatke je mogoče določiti z masno spektrometrijo ali iz referenčnih knjig.
Recimo, da je vsebnost ogljika-12 99-odstotna, vsebnost ogljika-13 pa 1%. Obstajajo tudi drugi izotopi ogljika, vendar v tako majhnih količinah, da jih je v tem primeru problema mogoče zanemariti
Korak 3. Pomnožite atomsko maso vsakega izotopa z njegovim deležem v vzorcu
Atomsko maso vsakega izotopa pomnožimo z njegovo odstotno številčnostjo (zapisano v decimalkah). Če želite odstotek pretvoriti v decimalko, ga preprosto delite s 100. Število odstotkov, ki so bili pretvorjeni v decimalko, bo vedno 1.
- Naš vzorec vsebuje ogljik-12 in ogljik-13. Če ogljik-12 predstavlja 99% vzorca in ogljik-13 1% vzorca, pomnožite 12 (atomska masa ogljika-12) z 0,99 in 13 (atomska masa ogljika-13) z 0,01.
- Referenčne knjige vam bodo dale odstotne deleže glede na vse znane količine izotopov elementa. Večina učbenikov o kemiji vsebuje te podatke v tabeli na zadnji strani knjige. Maseni spektrometer lahko določi tudi delež vzorca, ki se preskuša.
Korak 4. Seštejte rezultate
Seštejte rezultate množenja, ki ste jih naredili v prejšnjem koraku. Rezultat te vsote je relativna atomska masa vašega elementa - povprečje atomskih mas izotopov vašega elementa. Pri razpravi o elementih na splošno in ne o posebnih izotopih elementa se uporablja ta vrednost.
