Povprečna atomska masa ni neposredno merilo posameznega atoma. Ta masa je povprečna masa na atom splošnega vzorca določenega elementa. Če bi lahko izračunali maso ene milijardite atoma, bi lahko to vrednost izračunali na enak način kot katero koli drugo povprečje. Na srečo obstaja lažji način izračuna atomske mase, ki temelji na znanih podatkih iz redkosti različnih izotopov.
Korak
1. del 2: Izračun povprečne atomske mase
Korak 1. Razumeti izotope in atomske mase
Večina elementov se naravno pojavlja v različnih oblikah, imenovanih izotopi. Maseno število vsakega izotopa je število protonov in nevtronov v njegovem jedru. Vsak proton in nevtron tehtata enoto atomske mase (amu). Edina razlika med dvema izotopoma elementa je število nevtronov na atom, kar vpliva na atomsko maso. Vendar imajo elementi vedno enako število protonov.
- Na povprečno atomsko maso elementa vplivajo nihanja števila njegovih nevtronov in predstavlja povprečno maso na atom v splošnem vzorcu elementa.
- Elementarno srebro (Ag) ima na primer 2 naravno prisotna izotopa, in sicer Ag-107 in Ag-109 (ali). 107Ag in 109Ag). Izotopi so poimenovani glede na njihovo "masno število" ali število protonov in nevtronov v atomu. To pomeni, da ima Ag-109 2 nevtrona več kot Ag-107, zato je njegova masa nekoliko večja.
Korak 2. Zabeležite maso vsakega izotopa
Za vsak izotop potrebujete 2 vrsti podatkov. Te podatke najdete v učbenikih ali internetnih virih, kot je webelements.com. Prvi podatki so atomska masa ali masa enega atoma vsakega izotopa. Izotopi, ki imajo več nevtronov, imajo večjo maso.
- Na primer, izotop srebra Ag-107 ima atomsko maso 106, 90509 gimnazija (enota atomske mase). Medtem ima izotop Ag-109 nekoliko večjo maso, in sicer 108, 90470.
- Zadnji dve decimalni mesti se lahko med viri nekoliko razlikujeta. Za atomsko maso v oklepajih ne vključujte nobenih številk.
Korak 3. Zapišite številčnost vsakega izotopa
Ta številka kaže, kako pogost je izotop glede na odstotek vseh atomov, ki sestavljajo element. Vsak izotop je sorazmeren s številčnostjo elementa (večja kot je izotopa, večji je učinek na povprečno atomsko maso). Te podatke lahko najdete v istih virih kot atomska masa. Število vseh izotopov mora biti 100% (čeprav lahko pride do rahle napake zaradi napak pri zaokroževanju).
- Izotopa Ag-107 je v številčnosti 51,86%, medtem ko je Ag-109 nekoliko manj pogost s številčnostjo 48,14%. To pomeni, da je splošni vzorec srebra sestavljen iz 51,86% Ag-107 in 48,14% Ag-109.
- Ne upoštevajte izotopov, katerih številčnost ni na seznamu. Takšni izotopi se na Zemlji ne pojavljajo naravno.
Korak 4. Pretvorite odstotek obilja v decimalno število
Odstotek številčnosti delite s 100, da dobite enako vrednost v decimalnih številkah.
V istem problemu je številka številčnosti 51,86/100 = 0, 5186 in 48, 14/100 = 0, 4814.
Korak 5. Poiščite tehtano povprečno atomsko maso stabilnega izotopa
Povprečna atomska masa elementa s številom izotopov n je enaka (masaizotop 1 * obiljeizotop 1) + (masaizotop 2 * obiljeizotop 2) +… + (Masan izotop * obiljen izotop . To je primer "tehtanega povprečja", kar pomeni, da večja kot je masa (večja je številčnost), večji je učinek na rezultat. Takole uporabite zgornjo formulo za srebro:
-
Povprečna atomska masaAg = (masaAvg-107 * obiljeAvg-107) + (masaAg-109 * obiljeAg-109)
=(106, 90509 * 0, 5186) + (108, 90470 * 0, 4814)
= 55, 4410 + 52, 4267
= 107, 8677 gimnazija.
- Poglejte elemente v periodnem sistemu, da preverite svoj odgovor. Povprečna atomska masa je običajno navedena pod simbolom elementa.
2. del 2: Uporaba rezultatov izračuna
Korak 1. Pretvorite maso v atomsko število
Povprečna atomska masa prikazuje razmerje med maso in atomskim številom v splošnem vzorcu elementa. To je uporabno v kemijskih laboratorijih, ker je izračun atomskega števila neposredno nemogoč, vendar je izračun njegove mase dokaj enostaven. Na primer, lahko stehtate vzorec srebra in ocenite, da vsak 107,8677 amu njegove mase vsebuje 1 atom srebra.
Korak 2. Pretvorite v molarno maso
Enota atomske mase je zelo majhna. Tako kemiki na splošno tehtajo vzorce v gramih. Na srečo je bil ta koncept opredeljen za lažjo pretvorbo. Preprosto pomnožite povprečno atomsko maso z 1 g/mol (konstanta molarne mase), da dobite odgovor v g/mol. Na primer, 107,8677 gramov srebra vsebuje povprečno 1 mol atomov srebra.
Korak 3. Poiščite povprečno molekulsko maso
Ker je molekula zbirka atomov, lahko seštejete mase atomov za izračun molekulske mase. Če uporabite povprečno atomsko maso (ne maso določenega izotopa), je rezultat povprečna masa molekul, ki jih naravno najdemo v vzorcu. Primer:
- Molekula vode ima kemijsko formulo H2O. Torej je sestavljen iz 2 vodikovih atomov (H) in 1 atoma kisika (O).
- Vodik ima povprečno atomsko maso 1,00794 amu. Medtem imajo atomi kisika povprečno maso 15,9994 amu.
- Molekulska masa H2Povprečje O je enako (1.00794) (2) + 15.9994 = 18.01528 amu, kar ustreza 18.01528 g/mol.
Nasveti
- Izraz relativna atomska masa se včasih uporablja kot sinonim za povprečno atomsko maso. Vendar pa obstaja majhna razlika med obema, ker relativna atomska masa nima enot, ampak predstavlja maso glede na ogljikov atom C-12. Če v izračunu povprečne mase uporabite enote atomske mase, sta ti dve vrednosti v bistvu enaki.
- Z nekaj posebnimi izjemami imajo elementi na desni strani periodnega sistema večjo povprečno maso kot elementi na levi. To je lahko preprost način, da preverite, ali je vaš odgovor smiseln.
- 1 enota atomske mase je opredeljena kot 1/12 mase enega atoma ogljika C-12.
- Število izotopov se izračuna na podlagi vzorcev, ki se naravno pojavljajo na Zemlji. Nenavadne spojine, kot so meteoriti ali laboratorijski vzorci, imajo lahko različna izotopska razmerja in posledično različne povprečne atomske mase.
- Število v oklepaju za atomsko maso predstavlja negotovost zadnje številke. Na primer, atomska masa 1,0173 (4) pomeni, da ima splošni vzorec atomov maso v območju 1,0173 ± 0,0004. Tega števila vam ni treba uporabiti, razen če je to zahtevano v problemu.
- Pri izračunu mase, ki vključuje elemente in spojine, uporabite povprečno atomsko maso.
