Kaip apskaičiuoti atominę masę

Video.: How to Calculate Atomic Mass Practice Problems

Turinys

Žingsniai
1 metodas iš 3: Atominės masės radimas naudojant periodinę elementų lentelę
2 metodas iš 3: vieno atomo atominės masės apskaičiavimas
3 iš 3 metodas: elemento santykinės atominės masės (atominės masės) apskaičiavimas
Patarimai
Ko tau reikia

Atominė masė yra visų protonų, neutronų ir elektronų, sudarančių tą ar tą atomą ar molekulę, masių suma. Palyginti su protonais ir neutronais, elektronų masė yra labai maža, todėl į tai neatsižvelgiama skaičiuojant. Nors formaliu požiūriu tai neteisinga, šis terminas dažnai vartojamas norint nurodyti vidutinę visų elemento izotopų atominę masę. Tiesą sakant, tai yra santykinė atominė masė, dar vadinama atominis svoris elementas. Atominė masė yra visų natūraliai esančių elemento izotopų atominių masių vidurkis. Chemikai, atlikdami savo darbą, turi atskirti šiuos du atominės masės tipus - pavyzdžiui, neteisinga atominės masės vertė gali lemti neteisingą reakcijos produkto išeigą.

Žingsniai

1 metodas iš 3: Atominės masės radimas naudojant periodinę elementų lentelę

1 Sužinokite, kaip parašyta atominė masė. Atominė masė, tai yra duoto atomo ar molekulės masė, gali būti išreikšta standartiniais SI vienetais - gramais, kilogramais ir pan. Tačiau dėl to, kad šiais vienetais išreikštos atominės masės yra labai mažos, jos dažnai registruojamos vieningais atominės masės vienetais arba sutrumpintai. - atominės masės vienetai. Vienas atominės masės vienetas yra lygus 1/12 standartinio anglies-12 izotopo masės.
- Atominės masės vienetas apibūdina masę vienas molis tam tikro elemento gramais... Ši vertė yra labai naudinga atliekant praktinius skaičiavimus, nes ji gali būti naudojama tam tikro skaičiaus tam tikros medžiagos atomų ar molekulių masę lengvai paversti molu ir atvirkščiai.
2 Raskite atominę masę periodinėje lentelėje. Daugelyje standartinių periodinių lentelių yra kiekvieno elemento atominės masės (atominiai svoriai). Paprastai jie rodomi kaip skaičius langelio apačioje su elementu, po raidėmis, žyminčiomis cheminį elementą. Paprastai tai nėra sveikasis skaičius, o dešimtainė trupmena.
- Atkreipkite dėmesį, kad visos santykinės atominės masės, nurodytos periodinėje lentelėje kiekvienam elementui, yra vidutinis vertybes. Cheminiai elementai yra skirtingi izotopai - cheminės rūšys, turinčios skirtingą masę dėl papildomų ar trūkstamų neutronų atominiame branduolyje. Todėl santykinės atominės masės, nurodytos periodinėje lentelėje, gali būti naudojamos kaip tam tikro elemento atomų vidurkis, tačiau ne kaip vieno elemento vieno atomo masė.
- Santykinės atominės masės, nurodytos periodinėje lentelėje, naudojamos atomų ir molekulių molinėms masėms apskaičiuoti. Atominės masės, išreikštos amu (kaip ir periodinėje lentelėje) iš esmės yra be matmenų. Tačiau paprasčiausiai padauginę atominę masę iš 1 g / mol, mes gauname naudingą elemento charakteristiką - vieno molio šio elemento masę (gramais).
3 Atminkite, kad periodinėje lentelėje pateikiamos vidutinės elementų atominės masės. Kaip minėta anksčiau, santykinės atominės masės, nurodytos kiekvienam periodinės lentelės elementui, yra visų atomų izotopų masių vidurkis. Šis vidurkis yra vertingas daugeliui praktinių tikslų: pavyzdžiui, jis naudojamas apskaičiuojant molekulių, sudarytų iš kelių atomų, molinę masę. Tačiau kai susiduriate su atskirais atomais, šios vertės paprastai nepakanka.
- Kadangi vidutinė atominė masė yra vidutinė kelių izotopų vertė, periodinėje lentelėje nurodyta vertė nėra tikslus bet kurio vieno atomo atominės masės vertė.
- Atskirų atomų atominės masės turi būti apskaičiuojamos atsižvelgiant į tikslų protonų ir neutronų skaičių viename atome.

2 metodas iš 3: vieno atomo atominės masės apskaičiavimas

1 Raskite tam tikro elemento ar jo izotopo atominį skaičių. Atominis skaičius yra protonų skaičius elemento atomuose, jis niekada nesikeičia. Pavyzdžiui, visi vandenilio atomai ir tik jie turi vieną protoną. Natrio atominis skaičius yra 11, nes jo branduolyje yra vienuolika protonų, o deguonies - aštuoni, nes jo branduolyje yra aštuoni protonai. Bet kurio elemento atominį numerį galite rasti periodinėje Mendelejevo lentelėje - beveik visose jo standartinėse versijose šis skaičius nurodytas virš cheminio elemento raidės. Atominis skaičius visada yra teigiamas sveikasis skaičius.
- Tarkime, mus domina anglies atomas. Anglies atomuose visada yra šeši protonai, todėl žinome, kad jo atominis skaičius yra 6. Be to, matome, kad periodinėje lentelėje viršutinėje ląstelės dalyje su anglimi (C) yra skaičius „6“, kad atominis anglies skaičius yra šeši.
- Atkreipkite dėmesį, kad elemento atominis skaičius nėra unikaliai susijęs su jo santykinė atomine mase periodinėje lentelėje. Nors, ypač lentelės viršuje esantiems elementams, gali pasirodyti, kad elemento atominė masė yra dvigubai didesnė už jo atominį skaičių, jis niekada nėra apskaičiuojamas padauginus atominį skaičių iš dviejų.
2 Raskite neutronų skaičių branduolyje. Skirtingiems to paties elemento atomams neutronų skaičius gali būti skirtingas. Kai du to paties elemento atomai su tuo pačiu protonų skaičiumi turi skirtingą neutronų skaičių, jie yra skirtingi to elemento izotopai.Skirtingai nuo protonų skaičiaus, kuris niekada nesikeičia, neutronų skaičius tam tikro elemento atomuose dažnai gali keistis, todėl vidutinė elemento atominė masė rašoma kaip dešimtainė trupmena, kurios vertė yra tarp dviejų gretimų sveikųjų skaičių.
- Neutronų skaičių galima nustatyti pagal elemento izotopo žymėjimą. Pavyzdžiui, anglis-14 yra natūraliai atsirandantis anglies-12 radioaktyvusis izotopas. Dažnai izotopo skaičius nurodomas kaip viršženklis skaičius prieš elemento simbolį: C. Neutronų skaičius nustatomas atimant protonų skaičių iš izotopo skaičiaus: 14 - 6 = 8 neutronai.
- Tarkime, kad dominantis anglies atomas turi šešis neutronus (C). Tai gausiausias anglies izotopas, sudarantis apie 99% visų šio elemento atomų. Tačiau apie 1% anglies atomų turi 7 neutronus (C). Kiti anglies atomų tipai turi daugiau nei 7 arba mažiau nei 6 neutronus ir egzistuoja labai mažais kiekiais.
3 Sudėkite protonų ir neutronų skaičių. Tai bus duoto atomo atominė masė. Nekreipkite dėmesio į branduolį supančių elektronų skaičių - jų bendra masė yra itin maža, todėl jie praktiškai neturi įtakos jūsų skaičiavimams.
- Mūsų anglies atomas turi 6 protonus + 6 neutronus = 12. Taigi šio anglies atomo atominė masė yra 12. Jei tai būtų izotopas „anglis-13“, tai žinotume, kad jis turi 6 protonus + 7 neutronus = atominis svoris 13.
- Tiesą sakant, anglies-13 atominė masė yra 13,003355, ir ši vertė yra tikslesnė, nes ji buvo nustatyta eksperimentiškai.
- Atominė masė yra labai artima izotopų skaičiui. Skaičiavimų patogumui dažnai manoma, kad izotopų skaičius yra lygus atominei masei. Eksperimentiškai nustatytos atominės masės vertės šiek tiek viršija izotopų skaičių dėl labai mažo elektronų indėlio.

3 iš 3 metodas: elemento santykinės atominės masės (atominės masės) apskaičiavimas

1 Nustatykite, kokie izotopai yra mėginyje. Chemikai dažnai nustato izotopų santykį tam tikrame mėginyje naudodami specialų prietaisą, vadinamą masės spektrometru. Tačiau mokymų metu šie duomenys jums bus pateikiami atliekant užduotis, kontrolę ir pan. Vertybių, paimtų iš mokslinės literatūros, sąlygomis.
- Mūsų atveju tarkime, kad mes susiduriame su dviem izotopais: anglies-12 ir anglies-13.
2 Nustatykite santykinį kiekvieno izotopo kiekį mėginyje. Kiekvienam elementui skirtingi izotopai atsiranda skirtingomis proporcijomis. Šie santykiai beveik visada išreiškiami procentais. Kai kurie izotopai yra labai paplitę, o kiti - labai reti - kartais taip sunku aptikti. Šiuos kiekius galima nustatyti naudojant masių spektrometriją arba juos galima rasti vadove.
- Tarkime, kad anglies-12 koncentracija yra 99%, o anglis-13-1%. Kiti anglies izotopai tikrai egzistuoja, tačiau jų kiekis yra toks mažas, kad šiuo atveju jų galima nepaisyti.
3 Padauginkite kiekvieno izotopo atominę masę iš jo koncentracijos mėginyje. Padauginkite kiekvieno izotopo atominę masę iš procentinės dalies (išreikštos dešimtaine dalimi). Norėdami procentus konvertuoti į dešimtainius skaičius, tiesiog padalykite juos iš 100. Gautos koncentracijos visada turėtų būti iki 1.
- Mūsų mėginyje yra anglies-12 ir anglies-13. Jei anglis-12 yra 99% mėginio, o anglis-13 yra 1%, tada 12 (anglies-12 atominė masė) reikia padauginti iš 0,99 ir 13 (anglies-13 atominė masė) iš 0,01.
- Informacinėse knygose pateikiami procentai, pagrįsti žinomu visų elemento izotopų kiekiu. Daugelyje chemijos vadovėlių ši informacija pateikiama lentelės pavidalu knygos pabaigoje. Tiriamo mėginio santykines izotopų koncentracijas taip pat galima nustatyti naudojant masės spektrometrą.
4 Sudėkite rezultatus. Apibendrinkite ankstesnio veiksmo gautus daugybos rezultatus.Atlikę šią operaciją, rasite savo elemento santykinę atominę masę - vidutinę atitinkamo elemento izotopų atominių masių vertę. Svarstant elementą kaip visumą, o ne konkretų tam tikro elemento izotopą, naudojama ši vertė.
- Mūsų pavyzdyje 12 x 0,99 = 11,88 anglies-12 ir 13 x 0,01 = 0,13 anglies-13. Santykinė atominė masė mūsų atveju yra 11,88 + 0,13 = 12,01.

Patarimai

Kai kurie izotopai yra mažiau stabilūs nei kiti: jie suyra į elementų atomus, kurių branduolyje yra mažiau protonų ir neutronų, išskirdami daleles, sudarančias atominį branduolį. Tokie izotopai vadinami radioaktyviais.