Cum se calculează masa atomică

Masă atomică este suma tuturor protonilor, a neutronilor și a electronilor într-un singur atom sau moleculă. Cu toate acestea, masa unui electron este atât de mică, este considerată neglijabilă și nu este inclusă în calcul. Deși incorect din punct de vedere tehnic, termenul este adesea folosit pentru a se referi la Masa medie atomică din toți izotopii unui element. Această a doua definiție este de fapt masa atomică relativă, cunoscută și sub numele de greutate atomica, a unui element. Greutatea atomică ia în considerare media maselor izotopilor care apar în mod natural din același element. Chimiștii trebuie să facă distincția între aceste două tipuri de masă atomică pentru a-și ghida munca - o valoare incorectă pentru masa atomică poate, de exemplu, să conducă la un calcul incorect al randamentului unui experiment.

Pași

Metoda 1 din 3:
Găsirea citirilor de masă atomică pe tabelul periodic
  1. Imaginea intitulată Calculează masa atomică Pasul 1
1. Înțelegeți modul în care este reprezentată masa atomică. Masa atomică, masa unui atom sau moleculă dată, poate fi exprimată în unitățile standard SI - grame, kilograme etc. Cu toate acestea, deoarece masele atomice, atunci când sunt exprimate în acești termeni, sunt incredibil de mici, masa atomică este adesea exprimată în unități de masă atomice unificate (de obicei scurtate la "U" sau "Amu") sau în Dalton (da). Standardul pentru o unitate de masă atomică este egal cu 1/12 din masa unui izotop standard de carbon-12.
  • Unitățile de masă atomice spun masa lui un mol de un element sau moleculă dată în grame. Aceasta este o proprietate foarte utilă atunci când vine vorba de calcule practice, deoarece permite o conversie ușoară între masă și moli dintr-o anumită cantitate de atomi sau molecule de același tip.
  • Imaginea intitulată Calculați pasul de masă atomică 2
    2. Localizați masa atomică pe masa periodică. Cele mai multe tabele periodice standard enumeră masele atomice relative (greutăți atomice) ale fiecărui element. Acest lucru este aproape întotdeauna scris ca un număr în partea de jos a pătratului elementului de pe masă, sub simbolul său chimic de unul sau două litere. Acest număr este, de obicei, exprimat ca o zecimală mai degrabă decât ca număr întreg.
  • Rețineți că masele relative atomice enumerate pe tabelul periodic sunt in medie Valori pentru elementul asociat. Elementele chimice au diferite izotopii - Forme chimice care diferă în masă datorită adăugării sau scăderii unuia sau mai multor neutroni la nucleul Atomului. Astfel, masa atomică relativă enumerată pe tabelul periodic este adecvată ca o valoare medie pentru atomii unui anumit element, dar nu ca masa unui atom unic al acelui element.
  • Masile atomice relative, enumerate pe masa periodică, sunt folosite pentru a calcula masele molare pentru atomi și molecule. Masile atomice, atunci când sunt exprimate în AMU, ca pe tabelul periodic, sunt fără unitate din punct de vedere tehnic. Cu toate acestea, prin simpla înmulțire a unei mase atomice cu 1 g / mol, o cantitate funcțională este obținută pentru masa molară a unui element - masa (în grame) a unui mol de atomi de element.
  • De exemplu, masa atomică a fierului este de 55 de ani.847 Amu, ceea ce înseamnă că un mol de atomi de fier ar cântări 55 de ani.847 grame.
  • Imaginea intitulată Calculați masa atomică Pasul 3
    3. Înțelegeți că valorile masa periodice reprezintă o masă atomică medie pentru un element. După cum sa observat, masele relative atomice enumerate pentru fiecare element de pe tabelul periodic sunt valorile medii ale tuturor izotopilor atomi. Această valoare medie este valoroasă pentru multe calcule practice - cum ar fi, de exemplu, calculul Masă molară a unei molecule compuse din mai mulți atomi. Cu toate acestea, atunci când se ocupă cu atomii individuali, acest număr este uneori insuficient.
  • Pentru că este o medie de mai multe tipuri diferite de izotopi, valoarea pe tabelul periodic nu este corect valoare pentru orice masa atomică a atomului unic.
  • Masajele atomice pentru atomii individuali trebuie calculați luând în considerare numărul exact de protoni și neutroni într-un singur atom.
    • Metoda 2 din 3:
    Calcularea masei atomice pentru un atom individual
    1. Imaginea intitulată calculează pasul de masă atomică 4
    1. Găsiți numărul atomic al elementului sau izotopului. Numărul atomic este numărul de protoni într-un element și nu variază niciodată. De exemplu, toți atomii de hidrogen și numai Atomii de hidrogen, au un proton. Sodiul are un număr atomic de 11 deoarece nucleul său are 11 protoni, în timp ce oxigenul are un număr atomic de 8, deoarece nucleul său are 8 protoni. Puteți găsi numărul atomic al oricărui element pe tabelul periodic - în aproape toate tabelele periodice standard: este numărul de mai sus un simbol de 1 sau 2-litere al unui element. Acest număr va fi întotdeauna un număr întreg pozitiv.
    • Să spunem că lucrăm cu atomul de carbon. Carbonul are întotdeauna 6 protoni, așa că știm că numărul său atomic este de 6. De asemenea, putem vedea pe masa periodică că piața pentru carbon (c) are a "6" în partea de sus, ceea ce înseamnă că numărul atomic al carbonului este de 6.
    • Rețineți că numărul atomic al unui element nu are nici o influență directă pe masa sa atomică relativă, așa cum este enumerată pe tabelul periodic. Deși, în special în rândul elementelor din partea superioară a tabelului periodic, se pare că o masă atomică a atomilor este de aproximativ două ori numărul său atomic, masa atomică nu este calculată vreodată prin dublarea numărului atomic al unui element.
  • Imaginea intitulată Calculează masa atomică Pasul 5
    2. Găsiți numărul de neutroni din nucleu. Numărul de neutroni poate varia în funcție de atomii unui anumit element. În timp ce 2 atomi cu același număr de protoni și un număr diferit de neutroni sunt atât acelasi element, sunt izotopi diferiți ai acelui element. Spre deosebire de numărul de protoni dintr-un element, care nu se schimbă niciodată, numărul neutronilor din atomii unui anumit element poate varia adesea suficient ca masa medie atomică a elementului să fie exprimată ca o valoare zecimală între două numere întregi.
  • Numărul de neutroni poate fi determinat de desemnarea izotopului a elementului. De exemplu, carbon-14 este un izotop radioactiv natural de carbon-12. Veți vedea adesea un izotop desemnat cu numărul ca un superscript înainte de simbolul elementului: c. Numărul de neutroni se calculează prin scăderea numărului de protoni din numărul izotopului: 14 - 6 = 8 neutroni.
  • Să spunem atomul de carbon cu care lucrăm are șase neutroni (c). Acesta este de departe cel mai comun izotop de carbon, reprezentând aproape 99% din toți atomii de carbon. Cu toate acestea, aproximativ 1% din atomii de carbon au 7 neutroni (c). Alte tipuri de atomi de carbon cu mai mulți sau mai puțin de 6 sau 7 neutroni există în cantități foarte mici.
  • Imaginea intitulată Calculează masa atomică Pasul 6
    3. Adăugați numărul de protoni și neutroni. Aceasta este masa atomică a acelui atom. Nu vă faceți griji cu privire la numărul de electroni care orbitează nucleul - masa lor combinată este foarte, foarte mică, deci, în cele mai multe cazuri practice, nu va afecta în mod semnificativ răspunsul dvs.
  • Atomul nostru de carbon are 6 protoni + 6 neutroni = 12. Masa atomică a acestui atom de carbon specific este de 12 ani. Dacă a fost a Carbon-13 ISOTOPE, pe de altă parte, am ști că are 6 protoni + 7 neutroni = o greutate atomică de 13.
  • Greutatea atomică efectivă a carbon-13 este de 13.003355 și este mai precis, deoarece a fost determinată experimental.
  • Masa atomică este foarte aproape de numărul izotopului unui element. În scopul calculului de bază, numărul de izotop este egal cu masa atomică. Când este determinat experimental, masa atomică este puțin mai mare decât numărul izotopului datorită contribuției în masă foarte mici de la electroni.
    • Metoda 3 din 3:
    Calcularea masei atomice relative (greutate atomică) pentru un element
    1. Imaginea intitulată Calculează masa atomică Pasul 7
    1. Determinați ce izotopi sunt în eșantion. Chimiștii determină adesea proporțiile relative ale izotopilor într-o probă dată utilizând un instrument special numit spectrometru de masă. Cu toate acestea, la chimia elevilor, aceste informații sunt adesea oferite pentru tine pe teste școlare etc., sub formă de valori stabilite din literatura științifică.
    • Pentru scopurile noastre, să spunem că lucrăm cu izotopii carbon-12 și carbon-13.
  • Imaginea intitulată calculează pasul de masă atomică 8
    2. Determină abundența relativă a fiecărui izotop în eșantion. Într-un element dat, în diferite proporții apar diferite izotopi. Aceste proporții sunt aproape întotdeauna exprimate ca procente. Unii izotopi vor fi foarte frecvenți, în timp ce altele vor fi foarte rare - uneori, atât de rare încât abia pot fi detectate. Aceste informații pot fi determinate prin spectrometrie de masă sau prin o carte de referință.
  • Să spunem că abundența de carbon-12 este de 99%, iar abundența de carbon-13 este de 1%. Alți izotopi de carbon do există, dar există în cantități atât de mici încât, pentru această problemă, pot fi ignorate.
  • Imaginea intitulată Calculați masa atomică Pasul 9
    3. Înmulțiți masa atomică a fiecărui izotop prin proporția sa în eșantion. Înmulțiți masa atomică a fiecărui izotop prin procența procentă (scrisă ca o zecimală). Pentru a converti un procent la o zecimală, pur și simplu împărțiți-l cu 100. Procentajele convertite ar trebui să adauge întotdeauna până la 1.
  • Eșantionul nostru conține carbon-12 și carbon-13. Dacă carbon-12 reprezintă 99% din probă și carbon-13 reprezintă 1% din probă, înmulțiți 12 (masa atomică a carbon-12) cu 0.99 și 13 (masa atomică a carbon-13) cu 0.01.
  • O carte de referință va oferi proporții procentuale pe baza tuturor sumelor cunoscute ale izotopilor unui element. Majoritatea manualelor de chimie includ aceste informații într-o masă la sfârșitul cărții. Un spectrometru de masă poate, de asemenea, să producă proporțiile pentru testul eșantionului.
  • Imagine intitulată Calculează masa atomică Pasul 10
    4. Adăugați rezultatele. Sumă produsele multiplicării pe care le-ați efectuat în pasul anterior. Rezultatul acestei adăugări este masa atomică relativă a elementului dvs. - valoarea medie a maselor atomice ale izotopilor elementului dvs. Când discutați un element în general, și nu izotopi specifici ai acelui element, această valoare este utilizată.
  • În exemplul nostru, 12 x 0.99 = 11.88 pentru carbon-12, în timp ce 13 x 0.01 = 0.13 pentru carbon-13. Masa atomică relativă a exemplului nostru este de 11.88 + 0.13 = 12.01.

    • Lucrurile de care veți avea nevoie

    • Cartea de referință pentru chimie
    • Calculator
    Partajați pe rețeaua socială:
    Similar