Atomska masa je zbroj svih protona, neutrona i elektrona u jednom atomu ili molekuli. Masa elektrona je toliko mala da se može zanemariti i ne uzeti u obzir. Iako je tehnički netočan, izraz atomska masa također se često koristi za označavanje prosječne atomske mase svih izotopa elementa. Ova druga definicija je zapravo relativna atomska masa, koja je također poznata kao atomska težina element. Atomska težina uzima u obzir prosječnu masu prirodnih izotopa istog elementa. Kemičari moraju razlikovati ove dvije vrste atomske mase kako bi vodili svoj rad - na primjer, netočna vrijednost atomske mase može dovesti do netočnog izračuna eksperimentalnih rezultata.
Korak
Metoda 1 od 3: Očitavanje atomske mase u periodnom sustavu
Korak 1. Shvatite kako predstaviti atomsku masu
Atomska masa je masa atoma ili molekule. Atomska masa može se izraziti standardnim jedinicama mase SI - gramima, kilogramima itd. Međutim, budući da je atomska masa vrlo mala kad se izrazi u tim jedinicama, atomska masa se često izražava u složenim jedinicama atomske mase (obično skraćeno u ili amu). Standard za jednu atomsku jedinicu mase je 1/12 mase standardnog izotopa ugljika-12.
Jedinica atomske mase izražava masu jednog mola elementa ili molekule u gramima. Ovo je vrlo korisno svojstvo u praktičnim izračunima jer ova jedinica olakšava pretvaranje količina atoma ili molekula iste vrste između masa i molova
Korak 2. Pronađite atomsku masu u periodnom sustavu
Većina periodnih tablica navodi relativnu atomsku masu (atomsku težinu) svakog elementa. Ta je masa gotovo uvijek navedena kao broj na dnu rešetke elemenata u tablici, ispod kemijskog simbola koji čita jedno ili dva slova. Taj se broj obično predstavlja kao decimalni broj, a ne kao cijeli broj.
- Imajte na umu da su relativne atomske mase navedene u periodnom sustavu prosječne vrijednosti povezanih elemenata. Kemijski elementi imaju različite izotope - kemijske oblike koji imaju različite mase zbog dodavanja ili oduzimanja jednog ili više neutrona iz atomske jezgre. Stoga se relativna atomska masa navedena u periodnom sustavu može koristiti kao prosječna vrijednost atoma određenog elementa, ali Ne kao masa jednog atoma elementa.
- Relativne atomske mase, poput onih koje se nalaze u periodnom sustavu, koriste se za izračunavanje molarnih masa atoma i molekula. Atomska masa, kada je predstavljena u amuu kao u periodnom sustavu, tehnički nema jedinica. Međutim, množenje atomske mase s 1 g/mol daje nam količinu koja se može koristiti za molarnu masu elementa - masu (u gramima) jednog mola atoma elementa.
Korak 3. Shvatite da su vrijednosti u periodnom sustavu prosječne atomske mase elementa
Kao što je već objašnjeno, relativna atomska masa navedena za svaki element u periodnom sustavu je prosječna vrijednost svih izotopa atoma. Taj je prosjek važan za mnoge praktične izračune - na primjer, za izračunavanje molarne mase molekule koja se sastoji od nekoliko atoma. Međutim, pri radu s pojedinim atomima taj broj ponekad nije dovoljan.
- Vrijednost u periodnom sustavu nije točna vrijednost za bilo koju pojedinačnu atomsku masu jer se radi o prosjeku nekoliko različitih vrsta izotopa.
- Atomske mase za pojedine atome moraju se izračunati uzimajući u obzir točan broj protona i neutrona u jednom atomu.
Metoda 2 od 3: Izračun atomske mase za pojedine atome
Korak 1. Pronađite atomski broj elementa ili izotopa
Atomski broj je broj protona u elementu i nema različit broj. Na primjer, svi atomi vodika, i samo vodikovi atomi, imaju jedan proton. Natrij ima atomski broj 11 jer njegova jezgra ima jedanaest protona, dok kisik ima atomski broj 8 jer njegova jezgra ima osam protona. Atomski broj bilo kojeg elementa možete pronaći u periodnom sustavu - u gotovo svakoj standardnoj periodnoj tablici. Atomski broj je broj iznad kemijskog simbola koji čita jedno ili dva slova. Ovaj broj je uvijek pozitivan cijeli broj.
- Pretpostavimo da radimo s atomima ugljika. Ugljik uvijek ima šest protona. Dakle, znamo da je njegov atomski broj 6. Također vidimo u periodnom sustavu da okvir za ugljik (C) ima broj "6" na vrhu, što ukazuje da je atomski broj ugljika šest.
- Imajte na umu da atomski broj elementa nema izravan utjecaj na njegovu relativnu atomsku masu kako je zapisano u periodnom sustavu. Iako se čini vjerojatnim da je atomska masa atoma dva puta veća od atomskog broja (osobito među elementima na vrhu periodnog sustava), atomska masa se nikada ne izračunava množenjem atomskog broja elementa s dva.
Korak 2. Pronađite broj neutrona u jezgri
Broj neutrona može varirati za atome određenog elementa. Iako su dva atoma s istim brojem protona i različitim brojem neutrona isti element, oni su različiti izotopi elementa. Za razliku od broja protona u elementu koji se nikada ne mijenja, broj neutrona u atomima datog elementa može varirati, pa se prosječna atomska masa elementa mora prikazati kao decimalna vrijednost između dva cijela broja.
- Broj neutrona može se odrediti određivanjem izotopa elementa. Na primjer, ugljik-14 je prirodni radioaktivni izotop ugljika-12. Često ćete vidjeti izotope kojima je dodijeljen mali broj pri vrhu (superscript) prije simbola elementa: 14C. Broj neutrona izračunava se oduzimanjem broja protona od broja izotopa: 14 - 6 = 8 neutrona.
- Pretpostavimo da atom ugljika s kojim radimo ima šest neutrona (12C). To je najčešći izotop ugljika, koji čini gotovo 99% svih ugljikovih atoma. Međutim, oko 1% ugljikovih atoma ima 7 neutrona (13C). Ostale vrste atoma ugljika, koje imaju više ili manje od 6 ili 7 neutrona, vrlo su malobrojne.
Korak 3. Zbrojite protone i neutrone
Ovo je atomska masa atoma. Ne brinite o broju elektrona koji kruže oko jezgre - kombinirana masa je toliko mala da u većini praktičnih slučajeva ta masa neće utjecati na vaš odgovor.
- Naš atom ugljika ima 6 protona + 6 neutrona = 12. Atomska masa ovog atoma ugljika je 12. Međutim, ako je atom izotop ugljika-13, znamo da atom ima 6 protona + 7 neutrona = atomska težina od 13.
- Stvarna atomska težina ugljika-13 iznosi 13,003355, a ta je težina točnija jer je utvrđena eksperimentalno.
- Atomska masa gotovo je jednaka broju izotopa elementa. Za osnovne računske svrhe, broj izotopa jednak je atomskoj masi. Kada se eksperimentalno odredi, atomska masa je nešto veća od broja izotopa zbog vrlo malog udjela elektrona u masi.
Metoda 3 od 3: Izračun relativne atomske mase (atomske težine) elementa
Korak 1. Odredite izotope prisutne u uzorku
Kemičari često određuju relativne izotopske omjere u uzorku pomoću posebnog instrumenta koji se naziva maseni spektrometar. Međutim, na satovima kemije za studente i studente ti se podaci često daju na školskim testovima itd. U obliku ocjena utvrđenih u znanstvenoj literaturi.
U naše svrhe, recimo, radimo s izotopima ugljik-12 i ugljik-13
Korak 2. Odredite relativnu brojnost svakog izotopa u uzorku
U danom elementu pojavljuju se različiti izotopi u različitim omjerima. Taj se udio gotovo uvijek označava kao postotak. Neki izotopi imaju vrlo uobičajene omjere, dok su drugi iznimno rijetki - ponekad, toliko rijetki da se ti omjeri jedva mogu otkriti. Ti se podaci mogu odrediti pomoću spektrometrije mase ili iz priručnika.
Pretpostavimo da je broj ugljika-12 99%, a broj ugljika-13 1%. Drugi izotopi ugljika postoje, ali u tako malim količinama da se mogu zanemariti u ovom primjeru problema
Korak 3. Pomnožite atomsku masu svakog izotopa s njegovim udjelom u uzorku
Pomnožite atomsku masu svakog izotopa s postotkom obilja (napisano decimalnim brojem). Za pretvaranje postotka u decimalni broj, jednostavno podijelite postotak sa 100. Broj postotaka koji su pretvoreni u decimalni broj uvijek će biti 1.
- Naš uzorak sadrži ugljik-12 i ugljik-13. Ako ugljik-12 čini 99% uzorka, a ugljik-13 čini 1% uzorka, pomnožite 12 (atomska masa ugljika-12) s 0,99 i 13 (atomska masa ugljika-13) s 0,01.
- Referentne knjige dat će vam postotne omjere na temelju svih poznatih količina izotopa nekog elementa. Većina udžbenika kemije sadrži ove podatke u tablici na poleđini knjige. Maseni spektrometar također može odrediti udio uzorka koji se ispituje.
Korak 4. Zbrojite rezultate
Zbrojite rezultate množenja koje ste napravili u prethodnom koraku. Rezultat ovog zbroja je relativna atomska masa vašeg elementa - prosjek atomske mase izotopa vašeg elementa. Kada se raspravlja o elementima općenito, a ne o specifičnim izotopima elementa, koristi se ova vrijednost.
