Die gemiddelde atoommassa is nie 'n direkte maatstaf van 'n enkele atoom nie. Hierdie massa is die gemiddelde massa per atoom van 'n algemene monster van 'n bepaalde element. As u die massa van 'n enkele miljardste van 'n atoom kan bereken, kan u hierdie waarde op dieselfde manier bereken as met enige ander gemiddelde. Gelukkig is daar 'n makliker manier om atoommassa te bereken, wat gebaseer is op bekende data uit die rariteite van verskillende isotope.
Stap
Deel 1 van 2: Berekening van die gemiddelde atoommassa
Stap 1. Verstaan isotope en atoommassas
Die meeste elemente kom natuurlik voor in 'n verskeidenheid vorme, wat isotope genoem word. Die massagetal van elke isotoop is die aantal protone en neutrone in sy kern. Elke proton en neutron weeg 1 atoommassa -eenheid (amu). Die enigste verskil tussen twee isotope van 'n element is die aantal neutrone per atoom, wat die atoommassa beïnvloed. Die elemente het egter altyd dieselfde aantal protone.
- Die gemiddelde atoommassa van 'n element word beïnvloed deur variasies in die aantal neutrone, en verteenwoordig die gemiddelde massa per atoom in 'n algemene monster van 'n element.
- Elementêre silwer (Ag) het byvoorbeeld 2 isotope wat natuurlik voorkom, naamlik Ag-107 en Ag-109 (of). 107Ag en 109Ag). Isotope word vernoem op grond van hul 'massagetal' of die aantal protone en neutrone in 'n atoom. Dit beteken dat Ag-109 2 meer neutrone het as Ag-107, dus die massa is effens groter.
Stap 2. Let op die massa van elke isotoop
U benodig 2 tipes data vir elke isotoop. U kan hierdie data in handboeke of internetbronne soos webelements.com vind. Die eerste gegewens is die atoommassa, of die massa van een atoom van elke isotoop. Isotope met meer neutrone het 'n groter massa.
- Die silwer isotoop Ag-107 het byvoorbeeld 'n atoommassa van 106, 90509 hoërskool (atoommassa -eenheid). Intussen het die isotoop Ag-109 'n effens groter massa, naamlik 108, 90470.
- Die laaste twee desimale plekke kan effens tussen bronne verskil. Moet geen getalle tussen hakies na die atoommassa insluit nie.
Stap 3. Skryf die oorvloed van elke isotoop neer
Hierdie oorvloed dui aan hoe algemeen 'n isotoop is in terme van 'n persentasie van al die atome wat 'n element uitmaak. Elke isotoop is eweredig aan die element se oorvloed (hoe groter die oorvloed van 'n isotoop, hoe groter is die effek op die gemiddelde atoommassa). U kan hierdie data in dieselfde bronne as atoommassa vind. Die oorvloed van alle isotope moet 100% wees (alhoewel daar 'n geringe fout kan wees as gevolg van afrondingsfoute).
- Die isotoop Ag-107 het 'n oorvloed van 51,86%, terwyl Ag-109 effens minder gereeld voorkom met 'n oorvloed van 48,14%. Dit beteken dat die algemene monster silwer bestaan uit 51,86% Ag-107 en 48,14% Ag-109.
- Ignoreer enige isotope waarvan die oorvloed nie gelys is nie. Isotope soos hierdie kom nie natuurlik op aarde voor nie.
Stap 4. Skakel die oorvloedpersentasie om na 'n desimale getal
Deel die oorvloedpersentasie met 100 om dieselfde waarde in desimale getalle te kry.
In dieselfde probleem is die oorvloedgetal 51,86/100 = 0, 5186 en 48, 14/100 = 0, 4814.
Stap 5. Vind die geweegde gemiddelde atoommassa van die stabiele isotoop
Die gemiddelde atoommassa van 'n element met 'n aantal isotope n is gelyk aan (massaisotoop 1 * oorvloedisotoop 1) + (massaisotoop 2 * oorvloedisotoop 2) +… + (Massan isotoop * oorvloedn isotoop. Dit is 'n voorbeeld van 'n 'geweegde gemiddelde', wat beteken dat hoe meer massa gevind word (hoe groter die oorvloed) hoe groter die effek op die resultaat. Hier is hoe u die bogenoemde formule op silwer kan gebruik:
-
Gemiddelde atoommassaAg = (massaAugustus-107 * oorvloedAugustus-107) + (massaAg-109 * oorvloedAg-109)
=(106, 90509 * 0, 5186) + (108, 90470 * 0, 4814)
= 55, 4410 + 52, 4267
= 107, 8677 hoërskool.
- Kyk na die elemente in die periodieke tabel om u antwoord na te gaan. Die gemiddelde atoommassa word gewoonlik onder die element simbool gelys.
Deel 2 van 2: Gebruik van berekeningsresultate
Stap 1. Skakel massa om in atoomgetal
Die gemiddelde atoommassa toon die verband tussen massa en atoomgetal in 'n algemene steekproef van 'n element. Dit is handig in chemielaboratoriums, want dit is byna onmoontlik om die atoomgetal direk te bereken, maar die massa daarvan is redelik maklik. U kan byvoorbeeld 'n monster silwer weeg en skat dat elke 107.8677 amu van sy massa 1 atoom silwer bevat.
Stap 2. Skakel om na molêre massa
Die atoommassa -eenheid is baie klein. Chemici weeg monsters dus oor die algemeen in gram. Gelukkig is hierdie konsep gedefinieer om die omskakeling makliker te maak. Vermenigvuldig eenvoudig die gemiddelde atoommassa met 1 g/mol (konstante massa) om die antwoord in g/mol te kry. Byvoorbeeld, 107.8677 gram silwer bevat gemiddeld 1 mol silweratome.
Stap 3. Vind die gemiddelde molekulêre massa
Aangesien 'n molekule 'n versameling atome is, kan u die massas van die atome optel om die molekulêre massa te bereken. As u die gemiddelde atoommassa (nie die massa van 'n spesifieke isotoop nie) gebruik, is die resultaat die gemiddelde massa molekules wat natuurlik in die monster voorkom. Voorbeeld:
- Die watermolekule het die chemiese formule H2O. Dit bestaan dus uit 2 waterstofatome (H) en 1 suurstofatoom (O).
- Waterstof het 'n gemiddelde atoommassa van 1,00794 amu. Intussen het suurstofatome 'n gemiddelde massa van 15,9994 amu.
- Molekulêre massa H2Die gemiddelde O is gelyk aan (1.00794) (2) + 15.9994 = 18.01528 amu, gelykstaande aan 18.01528 g/mol.
Wenke
- Die term relatiewe atoommassa word soms as sinoniem vir gemiddelde atoommassa gebruik. Daar is egter 'n geringe verskil tussen die twee omdat relatiewe atoommassa geen eenhede het nie, maar massa verteenwoordig relatief tot 'n C-12 koolstofatoom. Mits u atoommassa -eenhede in u gemiddelde massa -berekening gebruik, is hierdie twee waardes in wese identies.
- Met enkele spesiale uitsonderings, het die elemente regs van die periodieke tabel 'n groter gemiddelde massa as die elemente aan die linkerkant. Dit kan 'n maklike manier wees om na te gaan of u antwoord sinvol is.
- 1 atoommassa-eenheid word gedefinieer as 1/12 van die massa van een C-12 koolstofatoom.
- Die oorvloed van die isotope word bereken op grond van monsters wat natuurlik op die aarde voorkom. Ongewone verbindings soos meteoriete of laboratoriummonsters kan verskillende isotoopverhoudings hê, en gevolglik verskillende gemiddelde atoommassas.
- Die getal tussen hakies na die atoommassa verteenwoordig die onsekerheid van die laaste syfer. Byvoorbeeld, 'n atoommassa van 1.0173 (4) beteken dat 'n algemene atoommonster 'n massa in die reeks van 1.0173 ± 0.0004 het. U hoef nie hierdie getal te gebruik nie, tensy u in die probleem gevra word.
- Gebruik die gemiddelde atoommassa by die berekening van massas wat elemente en verbindings insluit.
