Cum se calculează Masa Atomică

Masă atomică numită suma maselor tuturor protonilor, a neutronilor și a electronilor, dintre care unul sau un alt atom sau moleculă este. Comparativ cu protoni și neutroni, masa de electroni este foarte mică, deci nu este luată în considerare în calcule. Deși acest lucru este incorect dintr-un punct de vedere formal, adesea acest termen este folosit pentru a desemna masa atomică medie a tuturor izotopilor elementului. De fapt, aceasta este o masă atomică relativă, numită și Greutate atomica Element. Greutatea atomică este valoarea medie a maselor atomice a tuturor izotopilor elementului găsit în natură. Chimistii ar trebui să facă distincția între aceste două tipuri de masă atomică atunci când își îndeplinește activitatea - valoarea incorectă a masei atomice poate, de exemplu, să conducă la un rezultat incorect pentru a ieși din produsul de reacție.

Pași

Metoda 1 din 3:

Găsirea masei atomice pe tabelul periodic al elementelor

unu. Examinați modul în care se înregistrează masa atomică. Masa atomică, adică, masa acestui atom sau moleculă poate fi exprimată în unitățile standard ale sistemului SI-GRAMS, kilograme și așa mai departe. Cu toate acestea, datorită faptului că masele atomice exprimate în aceste unități sunt extrem de mici, ele sunt adesea înregistrate în unități atomice unificate de masă sau abreviate.E.M. - unități atomice de masă. O unitate atomică de masă este egală cu 1/12 masa izotopului standard de carbon-12.

Unitatea atomică de masă caracterizează masa un mol de acest element în grame. Această valoare este foarte utilă în calculele practice, deoarece poate fi ușor convertită de o masă a unei cantități date de atomi sau molecule ale acestei substanțe în molii și invers.

2. Găsiți masa atomică în tabelul periodic de Mendeleev. Cele mai multe tabele standard ale Mendeleev conțin mase atomice (greutăți atomice) ale fiecărui element. De regulă, ele sunt date sub forma unui număr în partea de jos a celulei cu un element, sub literele care denotă elementul chimic. Acesta nu este, de obicei, un număr întreg și fracțiunea zecimală.

Rețineți că toate masele relative atomice specificate în tabelul Mendeleev pentru fiecare element sunt Mijloc Valori. Elementele chimice au diferite Izotopii - soiuri chimice având mase diferite datorită neutronilor suplimentari sau absenți în miezul atomic. În consecință, masele relative atomice enumerate în tabelul periodic pot fi utilizate ca o valoare medie pentru atomii unui anumit element, dar nu ca o masă a unui atom al acestui element.

Masurile atomice relative prezentate în tabelul periodic sunt utilizate pentru a calcula masele molari ale atomilor și moleculelor. Masele atomice exprimate într-o.E.M. (ca în tabelul Mendeleev), în esență, fără dimensiuni. Cu toate acestea, pur și simplu multiplicarea masei atomice la 1 g / mol, obținem caracteristica utilă a elementului (în grame) a unei rugăciuni a atomilor acestui element.

3. Amintiți-vă că în tabelul periodic arată masele medii atomice ale elementelor. După cum sa menționat mai devreme, masele relative atomice specificate pentru fiecare element din sistemul periodic sunt valorile medii ale maselor tuturor izotopilor atomici. Această valoare medie este valoroasă pentru multe scopuri practice: de exemplu, se utilizează la calcularea Masă molară Molecule formate din mai mulți atomi. Cu toate acestea, atunci când vă ocupați de atomii individuali, această valoare nu este de obicei suficientă.

Deoarece masa medie atomică este valoarea medie pentru mai mulți izotopi, valoarea indicată în tabelul Mendeleev nu este exacte Valoarea masei atomice a oricărei unități atom.

Masile atomice ale atomilor individuali trebuie calculați ținând cont de numărul exact de protoni și neutroni într-un singur atom.

Metoda 2 din 3:

Calcularea masei atomice a unui atom separat

unu. Găsiți numărul atomic al acestui element sau izotopul său. Numărul atomic este numărul de protoni din atomii elementului, nu se schimbă niciodată. De exemplu, toți atomii de hidrogen și numai au un proton. Numărul atomic de sodiu este de 11, deoarece în centrul său de unsprezece protoni, în timp ce numărul atomic de oxigen este opt, deoarece în centrul său de protoni. Puteți găsi numărul atomic al oricărui element din tabelul periodic al Mendeleev - în aproape toate versiunile sale standard, acest număr este indicat deasupra desemnării alfabetice a elementului chimic. Numărul atomic este întotdeauna un număr întreg pozitiv.

Să presupunem că suntem interesați de un atom de carbon. În atomii de carbon, există întotdeauna șase protoni, așa că știm că numărul său atomic este egal cu 6. În plus, vedem că în sistemul periodic, în partea superioară a celulei de carbon (c) există o cifră "6", indicând faptul că numărul de carbon atomic este de șase.
Rețineți că numărul atomic al elementului este legat în mod unic cu masa atomică relativă în sistemul periodic. Deși, în special pentru elementele din partea superioară a tabelului, se pare că masa atomică a elementului este de două ori numărul atomic, acesta nu este niciodată calculat de multiplicarea numărului atomic doi.

Imaginea intitulată Calculați pasul de masă atomică 2

2. Găsiți numărul de neutroni din kernel. Numărul de neutroni poate fi diferit pentru atomii diferiți ai aceluiași element. Când doi atomi ai unui element cu același număr de protoni au o cantitate diferită de neutroni, aceștia sunt izotopi diferiți ai acestui element.Spre deosebire de numărul de protoni, care nu se schimbă niciodată, numărul de neutroni din atomii unui anumit element poate schimba adesea, prin urmare, masa medie atomică a elementului este scrisă sub formă de fracțiune zecimală cu o valoare care se află între două adiacente numere întregi.

Numărul de neutroni poate fi determinat prin desemnarea izotopului elementului. De exemplu, Carbon-14 este un izotop radioactiv de carbon-12, găsit în natură. Adesea, numărul izotopului este indicat sub forma unei suprastructuri cu care se confruntă simbolul elementului: c. Numărul de neutroni este scăzând numărul de protoni din numărul izotopului: 14 - 6 = 8 neutroni.

Să presupunem că atomul de carbon de interes are șase neutroni (c). Acesta este cel mai comun izotop de carbon, numerotarea a aproximativ 99% din toți atomii acestui element. Cu toate acestea, aproximativ 1% din atomii de carbon au 7 neutroni (c). Alte tipuri de atomi de carbon au mai mult de 7 sau mai puțin de 6 neutroni și există în cantități foarte mici.

Imaginea intitulată calculează pasul de masă atomică 4

3. Pliați numărul de protoni și neutroni. Aceasta va fi masa atomică a acestui atom. Nu acordați atenție numărului de electroni care înconjoară kernelul - masa totală este extrem de mică, astfel încât practic nu afectează calculele.

Atomul nostru de carbon are 6 protoni + 6 neutroni = 12. Astfel, masa atomică a acestui atom de carbon este de 12 ani. Dacă era un izotop "Carbon-13", Știm că are 6 protoni + 7 neutroni = greutate atomică 13.

În realitate, masa atomică a carbon-13 este de 13.003355, iar această valoare este mai precisă, deoarece a fost determinată experimental.

Masa atomică este foarte aproape de numărul izotopului. Pentru comoditatea calculelor, numărul izotopului este adesea care ar trebui să fie egal cu masa atomică. Valorile de masă atomice definite experimental depășesc ușor numărul izotopului datorită unei contribuții foarte mici de la electroni.

Metoda 3 din 3:

Calcularea masei atomice relative (greutate atomică) a elementului

unu. Determinați ce izotopi sunt conținute în eșantion. Chimiștii determină adesea raportul dintre izotopi într-o probă specifică folosind un instrument special numit spectrometru de masă. Cu toate acestea, la învățare, aceste date vă vor fi furnizate în ceea ce privește sarcinile, controlul și așa mai departe sub formă de valori preluate din literatura științifică.

În cazul nostru, presupunem că avem de-a face cu doi izotopi: carbon-12 și carbon-13.

Imaginea intitulată Calculează masa atomică Pasul 5

2. Determinați conținutul relativ al fiecărui izotop în eșantion. Pentru fiecare element, diferite izotopi se găsesc în diferite rapoarte. Aceste rapoarte sunt aproape întotdeauna exprimate în procente. Unii izotopi se găsesc foarte des, în timp ce altele sunt foarte rare - uneori atât de mult încât acestea pot fi detectate. Aceste valori pot fi determinate utilizând spectrometria de masă sau găsite în director.

Să presupunem că concentrația de carbon-12 este de 99%, iar carbon-13 - 1%. Alți izotopi de carbon într-adevăr există, dar în cantități sunt atât de mici încât în acest caz pot fi neglijate.

Imaginea intitulată Calculează masa atomică Pasul 6

3. Înmulțiți masa atomică a fiecărui izotop pe concentrația sa în eșantion. Înmulțiți masa atomică a fiecărui izotop pe procentajul său (exprimat sub formă de fracțiune zecimală). Pentru a traduce interesul într-o fracțiune zecimală, împărțiți-le doar cu 100. Concentrațiile rezultate în cantitate ar trebui să dau întotdeauna 1.

Eșantionul nostru conține carbon-12 și carbon-13. Dacă carbon-12 este 99% din eșantion, iar carbonul-13 este de 1%, atunci este necesar să se multipliceze 12 (greutatea atomică a carbon-12) cu 0,99 și 13 (greutate atomică de carbon) cu 0,01.

În cărțile de referință oferă raporturi procentuale bazate pe cantități cunoscute de toate izotopii unul sau alt element. Majoritatea manualelor de chimie conțin aceste informații sub forma unei mese la sfârșitul cărții. Pentru eșantionul studiat, concentrațiile relative ale izotopilor pot fi, de asemenea, determinate utilizând un spectrometru de masă.

Imaginea intitulată Calculează masa atomică Pasul 7

4. Pliați rezultatele. Hartă rezultatele de multiplicare pe care le-ați primit în pasul anterior. Ca urmare a acestei operațiuni, veți găsi masa atomică relativă a elementului dvs. - valoarea medie a maselor atomice ale izotopilor elementului în cauză. Atunci când elementul este considerat un întreg și nu este un izotop specific al acestui element, această valoare este utilizată.

În exemplul nostru 12 x 0,99 = 11,88 pentru carbon-12 și 13 x 0,01 = 0,13 pentru carbon-13. Masa atomică relativă în cazul nostru este de 11,88 + 0,13 = 12,01.

sfaturi

Unii izotopi sunt mai puțin stabili decât alții: se dezintegrează la atomii de elemente cu un număr mai mic de protoni și neutroni în nucleu, cu separarea particulelor care fac parte din nucleul atomic. Astfel de izotopi sunt numiți radioactivi.

De ce ai nevoie

Chimie Directory
Calculator