Atoommassa is die som van alle protone, neutrone en elektrone in 'n enkele atoom of molekule. Die massa van 'n elektron is so klein dat dit geïgnoreer kan word en nie in ag geneem moet word nie. Alhoewel dit tegnies verkeerd is, word die term atoommassa ook dikwels gebruik om te verwys na die gemiddelde atoommassa van al die isotope van 'n element. Hierdie tweede definisie is eintlik relatiewe atoommassa, wat ook bekend staan as atoomgewig 'n element. Atoomgewig neem die gemiddelde massa van natuurlike isotope van dieselfde element in ag. Chemici moet tussen hierdie twee tipes atoommassa onderskei om hul werk te lei - byvoorbeeld, 'n verkeerde atoommassa kan lei tot die verkeerde berekening van eksperimentele resultate.
Stap
Metode 1 van 3: Lees die atoommassa in die periodieke tabel
Stap 1. Verstaan hoe om atoommassa voor te stel
Atoommassa is die massa van 'n atoom of molekule. Atoommassa kan uitgedruk word in standaard SI -massa -eenhede - gram, kilogram, ens. Omdat atoommassa egter baie klein is wanneer dit in hierdie eenhede uitgedruk word, word atoommassa dikwels uitgedruk in saamgestelde atoommassa -eenhede (gewoonlik afgekort u of amu). Die standaard vir een atoommassa-eenheid is 1/12 van die massa van die standaard koolstof-12-isotoop.
Die atoommassa -eenheid druk die massa uit van een mol van 'n element of molekule in gram. Dit is 'n baie nuttige eienskap in praktiese berekeninge, want hierdie eenheid maak dit maklik om te skakel tussen massas en mol hoeveelhede atome of molekules van dieselfde soort
Stap 2. Vind die atoommassa in die periodieke tabel
Die meeste periodieke tabelle gee 'n lys van die relatiewe atoommassa (atoomgewig) van elke element. Hierdie massa word byna altyd as 'n getal onderaan die elementrooster in die tabel gelys, onder 'n chemiese simbool wat 'n letter of twee lees. Hierdie getal word gewoonlik voorgestel as 'n desimale eerder as 'n heelgetal.
- Let daarop dat die relatiewe atoommassas in die periodieke tabel die gemiddelde waardes van die verwante elemente is. Chemiese elemente het verskillende isotope - chemiese vorms met verskillende massas as gevolg van die optel of aftrek van een of meer neutrone van die atoomkern. Die relatiewe atoommassa in die periodieke tabel kan dus gebruik word as 'n gemiddelde waarde vir die atome van 'n bepaalde element, maar geen as die massa van 'n enkele atoom van die element.
- Relatiewe atoommassas, soos dié wat in die periodieke tabel voorkom, word gebruik om die molêre massas van atome en molekules te bereken. Atoommassa, as dit in amu voorgestel word soos in die periodieke tabel, het tegnies geen eenhede nie. Die vermenigvuldiging van die atoommassa met 1 g/mol gee ons egter 'n hoeveelheid wat gebruik kan word vir die molêre massa van die element - die massa (in gram) van een mol van 'n atoom van die element.
Stap 3. Verstaan dat die waardes in die periodieke tabel die gemiddelde atoommassas vir 'n element is
Soos reeds verduidelik, is die relatiewe atoommassa wat vir elke element in die periodieke tabel gelys is, die gemiddelde waarde van al die isotope van die atoom. Hierdie gemiddelde is belangrik vir baie praktiese berekeninge - byvoorbeeld die berekening van die molêre massa van 'n molekule wat uit verskeie atome bestaan. As u met individuele atome werk, is hierdie getal egter soms nie voldoende nie.
- Die waarde in die periodieke tabel is nie 'n presiese waarde vir enige atoommassa nie, want dit is 'n gemiddelde van verskillende tipes isotope.
- Die atoommassas vir individuele atome moet bereken word met inagneming van die presiese aantal protone en neutrone in 'n enkele atoom.
Metode 2 van 3: Berekening van atoommassa vir individuele atome
Stap 1. Vind die atoomgetal van die element of isotoop
Die atoomgetal is die aantal protone in 'n element en het nie 'n wisselende getal nie. Alle waterstofatome, en slegs waterstofatome, het byvoorbeeld een proton. Natrium het 'n atoomgetal van 11 omdat sy kern elf protone het, terwyl suurstof 'n atoomgetal van 8 het omdat sy kern agt protone het. U kan die atoomgetal van enige element in die periodieke tabel vind - in byna enige standaard periodieke tabel. Die atoomgetal is die getal bo die chemiese simbool wat een of twee letters lees. Hierdie getal is altyd 'n positiewe heelgetal.
- Gestel ons werk met koolstofatome. Koolstof het altyd ses protone. Ons weet dus dat die atoomgetal daarvan 6. Ons sien ook in die periodieke tabel dat die boks vir koolstof (C) die getal "6" bo het, wat aandui dat die atoomgetal van koolstof ses is.
- Let daarop dat die atoomgetal van 'n element geen direkte uitwerking op sy relatiewe atoommassa het soos dit in die periodieke tabel geskryf is nie. Alhoewel dit waarskynlik lyk dat die atoommassa van 'n atoom twee keer sy atoomgetal is (veral onder elemente bo -aan die periodieke tabel), word atoommassa nooit bereken deur 'n element se atoomgetal met twee te vermenigvuldig nie.
Stap 2. Vind die aantal neutrone in die kern
Die aantal neutrone kan wissel vir atome van 'n bepaalde element. Alhoewel twee atome met dieselfde aantal protone en verskillende getalle neutrone dieselfde element is, is dit verskillende isotope van die element. Anders as die aantal protone in 'n element wat nooit verander nie, kan die aantal neutrone in die atome van 'n gegewe element wissel, dus moet die gemiddelde atoommassa van die element as 'n desimale waarde tussen twee heelgetalle voorgestel word.
- Die aantal neutrone kan bepaal word deur die isotoop van 'n element te bepaal. Koolstof-14 is byvoorbeeld 'n natuurlike radioaktiewe isotoop van koolstof-12. U sien gereeld isotope wat 'n klein getal aan die bokant (superscript) toegeken is voor die element simbool: 14C. Die aantal neutrone word bereken deur die aantal protone van die aantal isotope af te trek: 14 - 6 = 8 neutrone.
- Gestel die koolstofatoom waarmee ons werk, het ses neutrone (12C). Dit is die algemeenste isotoop van koolstof, wat byna 99% van alle koolstofatome uitmaak. Ongeveer 1% van die koolstofatome het egter 7 neutrone (13C). Die ander tipes koolstofatome, wat meer of minder as 6 of 7 neutrone het, is baie min.
Stap 3. Tel die proton- en neutrontelling op
Dit is die atoommassa van die atoom. Moenie bekommerd wees oor die aantal elektrone wat om die kern wentel nie - die gesamentlike massa is so klein dat die massa in die meeste praktiese gevalle u antwoord nie regtig sal beïnvloed nie.
- Ons koolstofatoom het 6 protone + 6 neutrone = 12. Die atoommassa van hierdie spesifieke koolstofatoom is 12. As die atoom egter 'n isotoop van koolstof-13 is, weet ons dat die atoom 6 protone + 7 neutrone = atoomgewig het van 13.
- Die werklike atoomgewig van koolstof-13 is 13,003355, en hierdie gewig is meer akkuraat omdat dit eksperimenteel bepaal is.
- Die atoommassa is amper gelyk aan die aantal isotope van 'n element. Vir basiese berekeningsdoeleindes is die aantal isotope gelyk aan die atoommassa. As dit eksperimenteel bepaal word, is die atoommassa effens groter as die aantal isotope as gevolg van die baie klein massa -bydrae van die elektrone.
Metode 3 van 3: Berekening van die relatiewe atoommassa (atoomgewig) van 'n element
Stap 1. Bepaal die isotope wat in die monster voorkom
Chemici bepaal dikwels die relatiewe isotopiese verhoudings in 'n monster met behulp van 'n spesiale instrument wat 'n massaspektrometer genoem word. In chemiese lesse vir studente en universiteitstudente word hierdie inligting egter gereeld aan u gegee in skooltoetse, ens., In die vorm van grade wat in die wetenskaplike literatuur bepaal is.
Kom ons sê vir ons doeleindes dat ons werk met die isotope carbon-12 en carbon-13
Stap 2. Bepaal die relatiewe hoeveelheid van elke isotoop in die monster
In 'n gegewe element kom verskillende isotope in verskillende verhoudings voor. Hierdie verhouding word byna altyd as 'n persentasie aangedui. Sommige isotope het baie algemene verhoudings, terwyl ander uiters skaars is - soms so skaars dat hierdie verhoudings skaars waarneembaar is. Hierdie inligting kan bepaal word deur massaspektrometrie of uit naslaanboeke.
Gestel die oorvloed koolstof-12 is 99% en die oorvloed koolstof-13 is 1%. Ander koolstofisotope bestaan wel, maar in so klein hoeveelhede dat hulle in hierdie voorbeeldprobleem genegeer kan word
Stap 3. Vermenigvuldig die atoommassa van elke isotoop met die verhouding daarvan in die monster
Vermenigvuldig die atoommassa van elke isotoop met sy persentasie oorvloed (in desimale getal). Om 'n persentasie na 'n desimale om te skakel, deel die persentasie eenvoudig met 100. Die aantal persentasies wat na 'n desimaal omgeskakel is, sal altyd 1 wees.
- Ons monster bevat koolstof-12 en koolstof-13. As koolstof-12 99% van die monster uitmaak en koolstof-13 1% van die monster uitmaak, vermenigvuldig 12 (atoommassa van koolstof-12) met 0,99 en 13 (atoommassa van koolstof-13) met 0,01.
- Verwysingsboeke gee u persentasie verhoudings gebaseer op alle bekende hoeveelhede van 'n element se isotope. Die meeste chemiehandboeke bevat hierdie inligting in 'n tabel agter in die boek. Die massaspektrometer kan ook die verhouding van die monster wat getoets word, bepaal.
Stap 4. Tel die resultate op
Tel die vermenigvuldigingsresultate op wat u in die vorige stap gedoen het. Die resultaat van hierdie som is die relatiewe atoommassa van u element - die gemiddelde van die atoommassas van die isotope van u element. By die bespreking van elemente in die algemeen, en nie spesifieke isotope van die element nie, word hierdie waarde gebruik.
