Prosječna atomska masa nije izravna mjera jednog atoma. Ta je masa prosječna masa po atomu općeg uzorka određenog elementa. Kad biste mogli izračunati masu jednog milijarditog dijela atoma, mogli biste izračunati ovu vrijednost na isti način kao i bilo koji drugi prosjek. Srećom, postoji lakši način izračuna atomske mase, koji se temelji na poznatim podacima iz rijetkosti različitih izotopa.
Korak
1. dio 2: Izračunavanje prosječne atomske mase
Korak 1. Shvatite izotope i atomske mase
Većina elemenata prirodno se javlja u različitim oblicima, koji se nazivaju izotopi. Maseni broj svakog izotopa je broj protona i neutrona u njegovoj jezgri. Svaki proton i neutron teže 1 atomsku jedinicu mase (amu). Jedina razlika između dva izotopa elementa je broj neutrona po atomu, što utječe na atomsku masu. Međutim, elementi uvijek imaju isti broj protona.
- Na prosječnu atomsku masu elementa utječu varijacije u broju njegovih neutrona i predstavlja prosječnu masu po atomu u općem uzorku elementa.
- Na primjer, elementarno srebro (Ag) ima 2 prirodna izotopa, naime Ag-107 i Ag-109 (ili). 107Ag i 109Ag). Izotopi se imenuju na temelju njihovog "masenog broja" ili broja protona i neutrona u atomu. To znači da Ag-109 ima 2 neutrona više od Ag-107 pa je njegova masa nešto veća.
Korak 2. Zabilježite masu svakog izotopa
Za svaki izotop trebate 2 vrste podataka. Ove podatke možete pronaći u udžbenicima ili internetskim izvorima kao što je webelements.com. Prvi podatak je atomska masa, odnosno masa jednog atoma svakog izotopa. Izotopi koji imaju više neutrona imaju veću masu.
- Na primjer, izotop srebra Ag-107 ima atomsku masu 106, 90509 gimnazija (jedinica atomske mase). U međuvremenu, izotop Ag-109 ima nešto veću masu, naime 108, 90470.
- Zadnja dva decimalna mjesta mogu se malo razlikovati među izvorima. Ne unosite brojeve u zagrade nakon atomske mase.
Korak 3. Zapišite brojnost svakog izotopa
Ovo obilje pokazuje koliko je izotop uobičajen u smislu postotka svih atoma koji čine element. Svaki izotop proporcionalan je količini elementa (što je veća izotopa veći je utjecaj na prosječnu atomsku masu). Ove podatke možete pronaći u istim izvorima kao i atomska masa. Obilje svih izotopa treba biti 100% (iako može doći do male pogreške zbog pogrešaka zaokruživanja).
- Izotop Ag-107 ima brojnost od 51,86%, dok je Ag-109 nešto rjeđi s obiljem od 48,14%. To znači da se opći uzorak srebra sastoji od 51,86% Ag-107 i 48,14% Ag-109.
- Zanemarite sve izotope čija brojnost nije navedena. Ovakvi se izotopi ne pojavljuju prirodno na Zemlji.
Korak 4. Pretvorite postotak obilja u decimalni broj
Podijelite postotak obilja sa 100 da biste dobili istu vrijednost u decimalnim brojevima.
U istom problemu broj obilja je 51,86/100 = 0, 5186 i 48, 14/100 = 0, 4814.
Korak 5. Pronađite prosječnu ponderiranu atomsku masu stabilnog izotopa
Prosječna atomska masa elementa s brojem izotopa n jednaka je (masaizotop 1 * obiljeizotop 1) + (masaizotop 2 * obiljeizotop 2) +… + (Masan izotop * obiljen izotop . Ovo je primjer "ponderiranog prosjeka", što znači da što je veća masa pronađena (što je veća količina) veći je učinak na rezultat. Evo kako koristiti gornju formulu za srebro:
-
Prosječna atomska masaAg = (masaKolovoza-107 * obiljeKolovoza-107) + (masaAg-109 * obiljeAg-109)
=(106, 90509 * 0, 5186) + (108, 90470 * 0, 4814)
= 55, 4410 + 52, 4267
= 107, 8677 gimnazija.
- Pogledajte elemente u periodnom sustavu da provjerite svoj odgovor. Prosječna atomska masa obično je navedena ispod simbola elementa.
Dio 2 od 2: Korištenje rezultata izračuna
Korak 1. Pretvorite masu u atomski broj
Prosječna atomska masa pokazuje odnos mase i atomskog broja u općem uzorku elementa. To je korisno u kemijskim laboratorijima jer je izračun atomskog broja izravno gotovo nemoguć, ali izračunavanje njegove mase prilično je jednostavno. Na primjer, mogli biste izvagati uzorak srebra i procijeniti da svaki 107,8677 amu njegove mase sadrži 1 atom srebra.
Korak 2. Pretvorite u molarnu masu
Jedinica atomske mase vrlo je mala. Stoga kemičari općenito važu uzorke u gramima. Srećom, ovaj je koncept definiran kako bi se olakšala pretvorba. Jednostavno pomnožite prosječnu atomsku masu s 1 g/mol (konstanta molarne mase) da biste dobili odgovor u g/mol. Na primjer, 107,8677 grama srebra sadrži u prosjeku 1 mol atoma srebra.
Korak 3. Pronađite prosječnu molekularnu masu
Budući da je molekula skup atoma, možete zbrojiti mase atoma da biste izračunali molekularnu masu. Ako koristite prosječnu atomsku masu (ne masu specifičnog izotopa), rezultat je prosječna masa molekula koje se prirodno nalaze u uzorku. Primjer:
- Molekula vode ima kemijsku formulu H2O. Dakle, sastoji se od 2 atoma vodika (H) i 1 atoma kisika (O).
- Vodik ima prosječnu atomsku masu 1,00794 amu. U međuvremenu, atomi kisika imaju prosječnu masu od 15,9994 amu.
- Molekularna masa H2Srednja vrijednost O jednaka je (1.00794) (2) + 15.9994 = 18.01528 amu, što je ekvivalentno 18.01528 g/mol.
Savjeti
- Izraz relativna atomska masa ponekad se koristi kao sinonim za prosječnu atomsku masu. Međutim, postoji neznatna razlika između njih dvije jer relativna atomska masa nema jedinica, već predstavlja masu u odnosu na ugljikov atom C-12. Pod uvjetom da u izračunu prosječne mase koristite jedinice atomske mase, ove dvije vrijednosti su u biti identične.
- Uz nekoliko posebnih iznimki, elementi s desne strane periodnog sustava imaju veću prosječnu masu od elemenata s lijeve strane. Ovo može biti jednostavan način da provjerite ima li vaš odgovor smisla.
- Jedna jedinica atomske mase definirana je kao 1/12 mase jednog C-12 atoma ugljika.
- Obilje izotopa izračunava se na temelju uzoraka koji se prirodno pojavljuju na Zemlji. Neobični spojevi poput meteorita ili laboratorijskih uzoraka mogu imati različite omjere izotopa, a kao posljedicu toga i različite prosječne atomske mase.
- Broj u zagradama iza atomske mase predstavlja nesigurnost posljednje znamenke. Na primjer, atomska masa od 1,0173 (4) znači da opći uzorak atoma ima masu u rasponu 1,0173 ± 0,0004. Ne morate koristiti ovaj broj osim ako to nije zatraženo u problemu.
- Upotrijebite prosječnu atomsku masu pri izračunavanju masa koje uključuju elemente i spojeve.
