Tabla de Contenidos
Egy elem atomtömegének meghatározására egynél több módszer létezik, és a használt módszer a birtokában lévő információktól függ. De mielőtt elmagyaráznánk a módszereket, nézzük meg egy elem atomsúlyának jelentését.
Az atomtömeg az atomban lévő protonok, neutronok és elektronok tömegének összege , az atomtömeg pedig egy atomcsoport átlagos atomtömege . Az elektronok tömege jóval kisebb, mint a protonok és neutronok, ezért nem vesszük figyelembe a számításnál, és az atomtömeg ekkor a protonok és neutronok tömegének összege.
A birtokában lévő információktól függően háromféleképpen lehet megtudni egy elem atomsúlyát. Melyiket érdemes használni? Attól függ, hogy egy elem egyetlen atomjára vagy az elem azonos izotópjának atomcsoportjára, az elem természetes mintájára gondolunk, vagy egyszerűen csak ismerni kell a standard értéket.
Hogyan lehet megtudni az atomtömeget
Az atomtömeg meghatározásához használható módszer attól függ, hogy adott izotópról, természetes mintáról vagy adott izotópösszetételt tartalmazó mintáról van szó.
Keresse meg az elemek atomi tömegét az elemek periódusos rendszerében
Az atomtömeg az a szám, amelyet gyakran találunk egy elem szimbóluma alatt, és az adott elem összes természetesen előforduló izotópja atomtömegének súlyozott átlaga.
Például, ha tudnunk kell a szén atomtömegét, először azonosítsuk a szimbólumát, ami a C, majd keressük meg a periódusos rendszerben. Az atomsúly az a decimális szám, amelyet a szimbólum alatt találunk, és ebben az esetben körülbelül 12,01. Meg kell jegyezni, hogy mivel ez a szén különböző izotópjainak atomtömegeinek átlaga, a jelentett számadatok változhatnak.
A periódusos rendszerben közölt atomtömeg-érték atomtömeg-egységben vagy amu-ban van megadva, de számításokhoz vagy egyéb alkalmazásokhoz általában a gramm/mol egységben (g/mol) megadott atomtömeget alkalmazzák; ebben az esetben a szén atomtömege 12,01 gramm/mol (g/mol).
Adjuk hozzá egy izotóp protonjait és neutronjait
Egyetlen atom vagy egy elem izotópjának atomtömegének kiszámításához hozzá kell adni az atommagot alkotó protonok és neutronok tömegét, bár ebben az esetben a megfelelő kifejezés az atomtömeg, és nem az atomtömeg.
Például nézzük meg, hogyan határozható meg egy 7 neutronból álló szén izotóp atomtömege. A periódusos rendszerben látható, hogy a szén atomszáma 6, ami egybeesik a magjában lévő protonok számával; akkor ennek a szénizotópnak az atomtömege a protonok és neutronok tömegének összege lesz, 6 + 7 vagy 13.
Számítsa ki egy elem izotópjainak atomtömegeinek súlyozott átlagát!
Egy elem atomtömege az elem összes izotópja atomtömegének súlyozott átlaga; az átlagos súlyozási tényező az egyes izotópok természetes előfordulása. Ezután könnyen kiszámítható egy elem atomtömege.
Általában ezekben az esetekben megadják az elem izotópjainak listáját atomtömegükkel és izotóp-bőségükkel, törtrészben vagy százalékban kifejezve. Az atomtömeg kiszámításának eljárása abból áll, hogy az egyes izotópok tömegét megszorozzuk a mennyiségével, és összeadjuk a művelet eredményét az összes figyelembe vett izotóp esetében. Ha az izotóp abundanciát százalékban fejezzük ki, akkor a végeredményt el kell osztani 100-zal, vagy át kell váltani a százalékos értéket törtére minden izotóp esetében.
Például, ha van egy szénatommintája, amely 98% 12 C-ból és 2% 13 C-ból áll; Mekkora ennek a mintának az atomtömege?
Először át kell konvertálni az izotóp abundanciát százalékról törtre úgy, hogy minden értéket elosztunk 100-zal. Ezután a 12 C izotóp abundanciája 0,98, a 13 C- é pedig 0,02 lesz (a számítás ellenőrzéséhez hozzáadhatja az izotóp átszámított értékét minden izotóp abundanciája, és az eredmény 1 legyen; ebben az esetben 0,98 + 0,02 = 1,00).
Az egyes izotópok atomtömegét ezután megszorozzuk a mintában lévő egyes izotópok izotóp-bőségével:
0,98 x 12 = 11,76
0,02 x 13 = 0,26
A szén atomtömegének végső értékét ebben a mintában a két kapott érték összeadásával kapjuk meg:
11,76 + 0,26 = 12,02 g/mol
Látható, hogy a kapott atomtömeg valamivel nagyobb, mint a periódusos rendszerben a szén elemre talált érték. Mi az oka ennek a különbségnek? A figyelembe vett minta izotóp-összetétele eltér a szén természetes izotóp-összetételétől, nagyobb 13 C -os részvétellel , mivel a kapott atomtömeg nagyobb, mint a periódusos rendszerből kapott atomtömeg, még akkor is, ha figyelembe vesszük, hogy a természetes összetétel A szén egy instabil, nehezebb izotópot tartalmaz, mint például a 14C. Figyelembe kell venni, hogy a periódusos rendszer által közölt atomsúlyok megfelelnek a földkéregnek és a légkörnek, de az izotóp-összetétel eltérő lehet a köpenyben vagy a Föld magjában, vagy más bolygókon és műholdakon, mint pl. Mars és a Hold.
Látható, hogy a periódusos rendszer által közölt egyes elemek atomtömeg-értékei kissé eltérnek, mivel az izotópfrakció értékeit folyamatosan frissítik. Néhány modern periódusos táblázat tartalmazza az atomtömeg-értékek változási tartományát.
Szökőkút
ME Wieser Az elemek atomi tömegei. Pure Appl. Chem., V.78, pp. 2051, 2006 .
