Vidutinė atominė masė nėra tiesioginis vieno atomo matas. Ši masė yra vidutinė tam tikro elemento bendro pavyzdžio vieno atomo masė. Jei galėtumėte apskaičiuoti vienos milijardinės atomo masę, šią vertę galėtumėte apskaičiuoti taip pat, kaip ir bet kurį kitą vidurkį. Laimei, yra paprastesnis būdas apskaičiuoti atominę masę, pagrįstą žinomais duomenimis iš skirtingų izotopų retumų.
Žingsnis
1 dalis iš 2: Vidutinės atominės masės apskaičiavimas
Žingsnis 1. Supraskite izotopus ir atomines mases
Dauguma elementų natūraliai atsiranda įvairių formų, vadinamų izotopais. Kiekvieno izotopo masės skaičius yra jo branduolyje esančių protonų ir neutronų skaičius. Kiekvienas protonas ir neutronas sveria 1 atominės masės vienetą (amu). Vienintelis skirtumas tarp dviejų elemento izotopų yra neutronų skaičius viename atome, kuris turi įtakos atominei masei. Tačiau elementai visada turi tą patį protonų skaičių.
- Vidutinė elemento atominė masė priklauso nuo jo neutronų skaičiaus pokyčių ir atspindi vidutinę vieno atomo masę bendrame elemento pavyzdyje.
- Pavyzdžiui, elementinis sidabras (Ag) turi 2 natūraliai esančius izotopus, būtent Ag-107 ir Ag-109 (arba). 107Ag ir 109Ag). Izotopai pavadinami pagal jų „masės skaičių“arba protonų ir neutronų skaičių atome. Tai reiškia, kad Ag-109 turi 2 neutronus daugiau nei Ag-107, todėl jo masė yra šiek tiek didesnė.
Žingsnis 2. Atkreipkite dėmesį į kiekvieno izotopo masę
Kiekvienam izotopui reikia dviejų tipų duomenų. Šiuos duomenis galite rasti vadovėliuose ar interneto šaltiniuose, pvz., Webelements.com. Pirmieji duomenys yra atominė masė arba kiekvieno izotopo vieno atomo masė. Izotopai, turintys daugiau neutronų, turi didesnę masę.
- Pavyzdžiui, sidabro izotopo Ag-107 atominė masė yra 106, 90509 vidurinė mokykla (atominės masės vienetas). Tuo tarpu izotopas Ag-109 turi šiek tiek didesnę masę, būtent 108, 90470.
- Paskutinės dvi dešimtainės dalys gali šiek tiek skirtis tarp šaltinių. Po atominės masės skliausteliuose neįtraukite jokių skaičių.
Žingsnis 3. Užsirašykite kiekvieno izotopo gausą
Ši gausa rodo, kaip paplitęs izotopas yra visų elementų sudarančių atomų procentas. Kiekvienas izotopas yra proporcingas elemento gausai (kuo didesnė izotopo gausa, tuo didesnis poveikis vidutinei atominei masei). Šiuos duomenis galite rasti tuose pačiuose šaltiniuose kaip atominė masė. Visų izotopų gausa turėtų būti 100% (nors dėl apvalinimo klaidų gali būti nedidelė klaida).
- Izotopo Ag-107 gausu 51,86%, o Ag-109 yra šiek tiek rečiau-48,14%. Tai reiškia, kad bendrą sidabro mėginį sudaro 51,86% Ag-107 ir 48,14% Ag-109.
- Ignoruokite visus izotopus, kurių gausa nenurodyta. Tokių izotopų Žemėje natūraliai nėra.
Žingsnis 4. Konvertuokite gausos procentą į dešimtainį skaičių
Padalijimo procentą padalinkite iš 100, kad gautumėte tą pačią reikšmę dešimtainiais skaičiais.
Toje pačioje problemoje gausos skaičius yra 51,86/100 = 0, 5186 ir 48, 14/100 = 0, 4814.
Žingsnis 5. Raskite stabilaus izotopo svertinę vidutinę atominę masę
Elemento, turinčio izotopų skaičių n, vidutinė atominė masė yra lygi (masėizotopas 1 * gausaizotopas 1) + (masėizotopas 2 * gausaizotopas 2) +… + (Masėn izotopas * gausan izotopas . Tai yra „svertinio vidurkio“pavyzdys, o tai reiškia, kad kuo daugiau rasta masės (tuo didesnė gausa), tuo didesnis poveikis rezultatui. Štai kaip aukščiau pateiktą formulę naudoti sidabrui:
-
Vidutinė atominė masėAg = (masėRugpjūčio-107 d * gausaRugpjūčio-107 d) + (masėAg-109 * gausaAg-109)
=(106, 90509 * 0, 5186) + (108, 90470 * 0, 4814)
= 55, 4410 + 52, 4267
= 107, 8677 vidurinė mokykla.
- Peržiūrėkite periodinės lentelės elementus, kad patikrintumėte savo atsakymą. Vidutinė atominė masė paprastai pateikiama po elemento simboliu.
2 dalis iš 2: Skaičiavimo rezultatų naudojimas
Žingsnis 1. Konvertuokite masę į atominį skaičių
Vidutinė atominė masė rodo masės ir atominio skaičiaus santykį bendrame elemento pavyzdyje. Tai naudinga chemijos laboratorijose, nes apskaičiuoti atominį skaičių yra beveik neįmanoma, tačiau apskaičiuoti jo masę yra gana paprasta. Pavyzdžiui, galite pasverti sidabro mėginį ir apskaičiuoti, kad kiekvienoje 107,8677 amu masės yra 1 sidabro atomas.
Žingsnis 2. Konvertuokite į molinę masę
Atominės masės vienetas yra labai mažas. Taigi chemikai mėginius paprastai sveria gramais. Laimei, ši sąvoka buvo apibrėžta siekiant palengvinti konversiją. Tiesiog padauginkite vidutinę atominę masę iš 1 g/mol (molinės masės konstanta), kad gautumėte atsakymą g/mol. Pavyzdžiui, 107,8677 gramuose sidabro yra vidutiniškai 1 mol sidabro atomų.
Žingsnis 3. Raskite vidutinę molekulinę masę
Kadangi molekulė yra atomų rinkinys, galite sudėti atomų masę, kad apskaičiuotumėte molekulinę masę. Jei naudojate vidutinę atominę masę (ne konkretaus izotopo masę), rezultatas yra vidutinė natūraliai mėginyje esančių molekulių masė. Pavyzdys:
- Vandens molekulė turi cheminę formulę H2O. Taigi, jis susideda iš 2 vandenilio atomų (H) ir 1 deguonies atomo (O).
- Vandenilio vidutinė atominė masė yra 1,00794 amu. Tuo tarpu deguonies atomų vidutinė masė yra 15 9994 amu.
- Molekulinė masė H2Vidutinis O yra lygus (1.00794) (2) + 15.9994 = 18.01528 amu, lygus 18.01528 g/mol.
Patarimai
- Santykinės atominės masės terminas kartais naudojamas kaip vidutinės atominės masės sinonimas. Tačiau tarp šių dviejų yra nedidelis skirtumas, nes santykinė atominė masė neturi vienetų, bet reiškia masę C-12 anglies atomo atžvilgiu. Jei apskaičiuodami vidutinę masę naudojate atominės masės vienetus, šios dvi vertės iš esmės yra identiškos.
- Išskyrus keletą specialių išimčių, periodinės lentelės dešinėje esantys elementai turi didesnę vidutinę masę nei kairėje esantys elementai. Tai gali būti paprastas būdas patikrinti, ar jūsų atsakymas yra prasmingas.
- 1 atominės masės vienetas apibrėžiamas kaip 1/12 vieno C-12 anglies atomo masės.
- Izotopų gausa apskaičiuojama remiantis natūraliai Žemėje esančiais mėginiais. Neįprasti junginiai, tokie kaip meteoritai ar laboratoriniai mėginiai, gali turėti skirtingą izotopų santykį ir dėl to skirtingą vidutinę atominę masę.
- Skaičius skliausteliuose po atominės masės reiškia paskutinio skaitmens neapibrėžtumą. Pavyzdžiui, 1,0173 (4) atominė masė reiškia, kad bendro atomų mėginio masė yra 1,0173 ± 0,0004. Šio skaičiaus naudoti nereikia, nebent to prašoma užduotyje.
- Apskaičiuojant elementų ir junginių masę, naudokite vidutinę atominę masę.
