Calculați masa atomică

masa atomică

conținut

Metodă

Metoda 1găsiți masa atomică pe o masă periodică
Metoda 2calculați masa atomică a unui singur atom
Metoda 3calculați masa atomică relativă (greutatea atomică) a unui element

Sfaturi
Ce ai nevoie

dă masa unui singur atom sau moleculă. Cu toate acestea, termenul este adesea folosit (tehnic incorect) pentru a da masa atomică medie a tuturor izotopilor unui element. Această a doua definiție este de fapt masa atomică relativă (sau greutate atomică) a unui element - a medie pentru masa elementului, pe baza masei izotopilor săi, care este diferită. Chimistii trebuie sa faca distinctia intre aceste doua valori atunci cand lucreaza cu atomi - de exemplu, o valoare gresita pentru masa atomica poate duce la o interpretare gresita a rezultatului unui experiment.

metodă

Metoda 1
Găsiți masa atomică pe o masă periodică

Înțelegeți cum este reprezentată masa atomică. Masa atomică - adică masa unui anumit atom sau moleculă - pot fi exprimate în unități SI - grame, kilograme etc. Deoarece valorile, dar ar fi extrem de mică, masa atomică este adesea (în unitatea de masă atomicău pentru "unitatea de masă atomică unificată" sau învechită amu), Respectiv. O unitate de masă atomică este egală cu 1,660538921 × 10^-27 kg sau 1/12 din masa unui izotop carbon-12 standard. Dacă masa atomică este exprimată în acest fel, va fi masa relativă a izotopilor care are aceeași valoare ca masa atomică. Cu toate acestea, masa izotopică este tehnic unitară. În practică, masa atomică și masa izotopică relativă sunt practic interschimbabile.

Unitatea de masă atomică dă masa o moleculă a unui anumit element sau moleculă în grame pe. Acest lucru este foarte util atunci când vine vorba de calcule practice, deoarece permite o conversie ușoară între masa și numărul de cariere ale unui atom sau moleculă de același tip.

Localizați masa atomică într-un tabel periodic. Cele mai multe sisteme periodice standard enumeră masa atomică relativă (greutatea atomică) a fiecărui element. Veți găsi aproape întotdeauna acest număr ca număr mic în partea de jos a elementului pătrat, chiar sub simbolul (sau simbolurile) chimice. Numărul este de obicei zecimal și nu un număr întreg.

Notă: masa atomică relativă pe care o puteți găsi pe o tabelă periodică este o "medie" pentru elementul corespunzător. Elementele chimice au "izotopi" diferiți - forme chimice care diferă în masă deoarece au nuclei extra sau lipsiți în nucleul lor. Prin urmare, masa atomică relativă pe tabelul periodic are sens ca o valoare medie pentru atomii unui anumit element, dar nu ca masa unui singur atom al elementului.

Masa atomică relativă, așa cum se găsește într-un tabel periodic, este utilizată pentru a determina masa molară pentru atomi sau molecule. Masa atomică, exprimată în u, ca pe un tabel periodic, este punct de vedere tehnic unitară. Cu toate acestea, dacă îl înmulțiți pur și simplu cu 1g / mol, obțineți o masă molară utilizabilă pentru un element - masa (în grame) a unui mol al unui atom al elementului.

Înțelegeți când valorile din tabelul periodic sunt utile. Așa cum am menționat deja, masa atomică relativă care poate fi găsită pe o masă periodică este valoarea medie a tuturor izotopilor unui atom. Această valoare medie este utilă pentru multe calcule - cum ar fi dacă doriți să calculați masa molară a unei molecule compuse din mai mulți atomi. Cu toate acestea, atunci când se ocupă cu atomi unici, acest număr este insuficient. Deoarece este adesea o medie a mai multor tipuri diferite de izotopi, valoarea din tabelul periodic nu este exact Valoarea pentru masa atomică a unui singur atom. Masa atomică a unui singur atom trebuie calculată luând în considerare numărul exact de protoni și neutroni ai unui atom.

Metoda 2
Calculați masa atomică a unui singur atom

Imaginea intitulată Calculați masa atomică Pasul 1

Aflați numărul atomic al elementului sau al izotopilor. Numărul atomic este numărul de protoni dintr-un element și nu variază niciodată. De exemplu, toți atomii de hidrogen și numai atomii de hidrogen au exact un proton. Sodiul are un număr atomic de 11 deoarece nucleul său are 11 protoni, în timp ce hidrogenul are un număr atomic de 8 deoarece nucleul său are opt protoni. Puteți găsi numărul atomic al fiecărui element în tabelul periodic - în aproape fiecare tabel periodic standard, numărul este deasupra simbolului elementului. Acest număr este întotdeauna un număr întreg pozitiv.

Să aruncăm o privire asupra modului în care lucrăm cu un atom de carbon. Carbonul are întotdeauna șase protoni, deci știm că numărul atomic este de 6. De asemenea, putem vedea pe tabelul periodic că există un câmp de 6 deasupra câmpului pentru carbon (C), care indică numărul atomic de 6.
Notă: Numărul atomic al unui element nu are nicio legătură directă cu masa atomică relativă listată în tabelul periodic. Adesea, însă, în special printre elementele de la vârful tabelului periodic, masa atomică este de aproximativ două ori mai mare decât numărul atomic. Cu toate acestea, masa atomică nu poate fi niciodată calculată prin dublarea numărului atomic.

Imaginea intitulată Calculați masa atomică Pasul 2

Determinați numărul de neutroni din nucleu. Numărul de neutroni poate varia în interiorul atomilor unui element. Chiar dacă doi atomi cu același număr de protoni și neutroni la diferite numere dau același element, ei sunt diferiți izotopi ai acelui element. Spre deosebire de numărul de protoni într-un element care nu sa schimbat, numărul de neutroni unui atom într-un anumit element poate fluctua de multe ori atât de mult încât masa atomică ca o zecimală trebuie să fie exprimată între două numere întregi.

Să presupunem că atomul de carbon nu are șase neutroni. Acesta este de departe cel mai comun izotop al carbonului și cuprinde aproximativ 99% din toți atomii de carbon. Cu toate acestea, există aproximativ 1% atomi de carbon cu 7 neutroni. Alte tipuri de atomi de carbon cu mai mult sau mai puțin de 6 sau 7 neutroni există numai în cantități foarte mici.

Imaginea intitulată Calculați masa atomică Pasul 4

Adăugați numărul de protoni și neutroni. Aceasta este masa atomică a atomului. Nu vă faceți griji cu privire la numărul de electroni care se rotesc în jurul nucleului atomic - masa lor totală este foarte mică, deci poate fi neglijată în aproape orice caz practic.

Atomul nostru de carbon are 6 protoni și 6 neutroni. Acest lucru dă 12. Masa atomică a acestui atom de carbon specific este 12. Cu toate acestea, dacă ar fi un izotop "carbon-13", avem 6 protoni + 7 neutroni = masa atomică de 13.

Din moment ce atomii individuali sunt incredibil de mici, oamenii de stiinta lucreaza de obicei cu atomi in numar mai mare, numiti si moi. Un mol reprezintă numărul unei substanțe cu atâți atomi ca și în 12 grame dintr-un izotop carbon12. Acest număr include aproximativ 600 de miliarde de atomi și este cunoscut și sub numele de constanta Avogadro, numit după omul de știință care la definit.

Metoda 3
Calculați masa atomică relativă (greutatea atomică) a unui element

Determinați ce izotopi există în exemplul dvs. Chimistii determina adesea raporturile relative ale izotopilor dintr-o proba data, folosind un asa-zis spectrometru. Cu toate acestea, la nivel de școală, aceste valori sunt, de obicei, date sub formă de valori stabilite din literatura științifică.

Pentru exemplul nostru, presupunem că lucrăm cu izotopii carbon-12 și carbon-13.

Imaginea intitulată Calculați masa atomică Pasul 5

Se determină abundența relativă a fiecărui izotop din eșantion. Într-un anumit element diferiți atomi apar în proporții diferite. Aceste rapoarte sunt aproape întotdeauna date în procente. Unele izotopi sunt foarte frecvente, în timp ce altele sunt foarte rare - uneori atât de rare, încât cu greu pot fi măsurate. Aceste informații primiți cu un spectrometru de masă sau dintr-o carte de referință.

Să presupunem că abundența carbonului 12 este de 99%, iar cea a carbonului 13 este de 1%. Există și alți izotopi de carbon, dar cantitățile lor sunt atât de mici, încât le neglijăm pentru exemplul nostru.

Se multiplică masa atomică a fiecărui izotop prin abundența sa în probă. Se multiplică masa atomică a fiecărui izotop cu procentul de frecvență (exprimat în zecimal). Pentru a converti un procentaj la o zecimală, pur și simplu împărțiți cu 100. Procentul convertit ar trebui să adauge întotdeauna până la 1.

Eșantionul nostru de eșantioane conține Carbon-12 și Carbon-13. Dacă carbon-12 conturi pentru 99% din eșantion și carbon-13 1%, se înmulțește 12 (masa atomică de carbon-12) cu 0,99 și 13 (masa atomică de carbon-13), cu 0,01.

Imaginea intitulată Calculați masa atomică Pasul 6

O carte de referință specifică frecvența procentuală pe baza apariției cunoscute a unui izotop al unui element. Masa atomică medie a izotopilor dumneavoastră. Dacă discutați un element în general și niciun izotop particular al elementului, puteți utiliza acea valoare.

Imaginea intitulată Calculați masa atomică Pasul 7

În exemplul nostru: 12 * 0.99 = 11.88 pentru carbon-12 și 13 * 0.01 = 0.13 pentru carbon-13. Masa atomică relativă a exemplului nostru este astfel 11,88 + 0,13 = 12,01.

Sfaturi

Unele izotopi sunt mai puțin stabile decât altele și se pot descompune în elemente cu mai puține protoni și neutroni în nucleul lor, deoarece resping părțile lor. Acești izotopi sunt numiți radioactivi.