Kuidas arvutada aatommassi

Videot: Thermodynamics part 4: Moles and the ideal gas law | Physics | Khan Academy

Sisu

Sammud
Meetod 1 /3: Aatommassi leidmine elementide perioodilise tabeli abil
Meetod 2/3: ühe aatomi aatommassi arvutamine
Meetod 3/3: elemendi suhtelise aatommassi (aatommassi) arvutamine
Näpunäiteid
Mida sul vaja on

Aatommass on kõigi selle või selle aatomi või molekuli moodustavate prootonite, neutronite ja elektronide masside summa. Võrreldes prootonite ja neutronitega on elektronide mass väga väike, seega ei võeta seda arvutustes arvesse. Kuigi see on formaalsest seisukohast vale, kasutatakse seda terminit sageli elemendi kõigi isotoopide keskmise aatommassi tähistamiseks. Tegelikult on see suhteline aatommass, mida nimetatakse ka aatommass element. Aatommass on elemendi kõigi looduslikult esinevate isotoopide aatommasside keskmine. Keemikud peavad oma tööd tehes eristama neid kahte tüüpi aatommassi - vale aatommassi väärtus võib näiteks põhjustada reaktsioonisaaduse saagise vale tulemuse.

Sammud

Meetod 1 /3: Aatommassi leidmine elementide perioodilise tabeli abil

1 Siit saate teada, kuidas aatommassi kirjutatakse. Aatommassi, see tähendab antud aatomi või molekuli massi, saab väljendada standardsetes SI ühikutes - grammides, kilogrammides jne. Kuna aga nendes ühikutes väljendatud aatommassid on äärmiselt väikesed, registreeritakse need sageli ühtsetes aatommassiühikutes või lühendatud amu. - aatommassiühikud. Üks aatommassiühik võrdub 1/12 standardse süsinik-12 isotoobi massist.
- Aatommassiühik iseloomustab massi üks mool antud elementi grammides... See väärtus on praktilistes arvutustes väga kasulik, kuna selle abil saab hõlpsasti muuta teatud arvu aatomite või aine molekulide massi moolideks ja vastupidi.
2 Leidke perioodilisustabelist aatommass. Enamik standardseid perioodilisi tabeleid sisaldab iga elemendi aatommassi (aatommassi). Reeglina kuvatakse need elemendiga lahtri allosas numbrina keemilist elementi tähistavate tähtede all. Tavaliselt ei ole see täisarv, vaid kümnendmurd.
- Pange tähele, et kõik suhtelised aatommassid, mis on toodud perioodilises tabelis iga elemendi kohta, on keskmine väärtused. Keemilised elemendid on erinevad isotoobid - keemilised liigid, mille mass on aatomituumas täiendavate või puuduvate neutronite tõttu erinev. Seetõttu saab perioodilises tabelis loetletud suhtelisi aatommasse kasutada konkreetse elemendi aatomite keskmisena, kuid mitte antud elemendi ühe aatomi massina.
- Perioodilisustabelis toodud suhtelisi aatommasse kasutatakse aatomite ja molekulide molaarmasside arvutamiseks. Aatommassid väljendatuna amu -des (nagu perioodilisustabelis) on sisuliselt mõõtmeteta. Kuid lihtsalt aatommassi korrutades 1 g / mol, saame elemendi kasuliku omaduse - selle elemendi ühe mooli aatomite massi (grammides).
3 Pidage meeles, et perioodilisustabelis on loetletud elementide keskmised aatommassid. Nagu varem märgitud, on perioodilisustabelis iga elemendi jaoks näidatud suhtelised aatommassid aatomi kõigi isotoopide masside keskmised. See keskmine on väärtuslik paljudel praktilistel eesmärkidel: näiteks seda kasutatakse mitmest aatomist koosnevate molekulide molaarmassi arvutamiseks. Kui aga tegelete üksikute aatomitega, ei piisa sellest väärtusest tavaliselt.
- Kuna keskmine aatommass on mitme isotoobi keskmine väärtus, siis perioodilisustabelis näidatud väärtus seda ei ole täpne mis tahes aatomi aatommassi väärtus.
- Üksikute aatomite aatommassid tuleb arvutada, võttes arvesse prootonite ja neutronite täpset arvu ühes aatomis.

Meetod 2/3: ühe aatomi aatommassi arvutamine

1 Leidke antud elemendi või selle isotoobi aatomnumber. Aatomnumber on prootonite arv elemendi aatomites, see ei muutu kunagi. Näiteks kõik vesinikuaatomid ja ainult neil on üks prooton. Naatriumi aatomnumber on 11, kuna selle tuumas on üksteist prootonit, samas kui hapniku aatomarv on kaheksa, kuna selle tuumas on kaheksa prootonit. Mendelejevi perioodilisustabelist leiate mis tahes elemendi aatomnumbri - peaaegu kõigis selle standardversioonides on see number märgitud keemilise elemendi tähemärgi kohal. Aatomnumber on alati positiivne täisarv.
- Oletame, et oleme huvitatud süsinikuaatomist. Süsinikuaatomites on alati kuus prootonit, seega teame, et selle aatomnumber on 6. Lisaks näeme, et perioodilisustabelis on süsinikuga (C) raku ülemises osas number "6", mis näitab et süsiniku aatomnumber on kuus.
- Pange tähele, et elemendi aatomnumber ei ole perioodilisustabelis ainulaadselt seotud selle suhtelise aatommassiga. Kuigi eriti tabeli ülaosas olevate elementide puhul võib tunduda, et elemendi aatommass on kaks korda suurem aatomnumbrist, ei arvutata seda kunagi aatomnumbri korrutamisega kahega.
2 Leidke neutronite arv tuumas. Sama elemendi erinevate aatomite puhul võib neutronite arv olla erinev. Kui sama elemendi kahel aatomil sama arvu prootonitega on erinev arv neutroneid, on need selle elemendi erinevad isotoobid.Erinevalt prootonite arvust, mis ei muutu kunagi, võib neutronite arv konkreetse elemendi aatomites sageli muutuda, seega kirjutatakse elemendi keskmine aatommass kümnendmurruga, mille väärtus jääb kahe külgneva täisarvu vahele.
- Neutronite arvu saab määrata elemendi isotoobi tähisega. Näiteks süsinik-14 on süsinik-12 looduslikult esinev radioaktiivne isotoop. Sageli märgitakse isotoobi number ülaindeksina elemendi sümboli ette: C. Neutronite arv leitakse, lahutades isotoobi arvust prootonite arvu: 14 - 6 = 8 neutronit.
- Oletame, et huvipakkuvas süsinikuaatomis on kuus neutronit (C). See on süsiniku kõige rikkalikum isotoop, mis moodustab umbes 99% selle elemendi aatomitest. Siiski on umbes 1% süsinikuaatomitest 7 neutronit (C). Teist tüüpi süsinikuaatomites on rohkem kui 7 või vähem kui 6 neutronit ja neid esineb väga väikestes kogustes.
3 Lisage prootonite ja neutronite arv. See on antud aatomi aatommass. Ignoreerige tuuma ümbritsevate elektronide arvu - nende kogumass on äärmiselt väike, seega ei mõjuta need teie arvutusi praktiliselt.
- Meie süsinikuaatomil on 6 prootonit + 6 neutronit = 12. Seega on selle süsinikuaatomi aatommass 12. Kui see oleks isotoop "süsinik-13", siis teaksime, et sellel on 6 prootonit + 7 neutronit = aatommass 13.
- Tegelikult on süsinik-13 aatommass 13,003355 ja see väärtus on täpsem, kuna see määrati eksperimentaalselt.
- Aatommass on isotoopide arvule väga lähedal. Arvutuste mugavuse huvides eeldatakse, et isotoopide arv on sageli võrdne aatommassiga. Eksperimentaalselt määratud aatommassi väärtused ületavad elektronide väga väikese panuse tõttu veidi isotoopide arvu.

Meetod 3/3: elemendi suhtelise aatommassi (aatommassi) arvutamine

1 Tehke kindlaks, millised isotoobid on proovis. Keemikud määravad sageli konkreetse proovi isotoopide suhte, kasutades spetsiaalset instrumenti, mida nimetatakse massispektromeetriks. Kuid koolituse ajal edastatakse need andmed teile ülesannete, kontrolli jms tingimustes teaduskirjandusest võetud väärtuste kujul.
- Meie puhul oletame, et tegemist on kahe isotoobiga: süsinik-12 ja süsinik-13.
2 Määrake iga isotoobi suhteline sisaldus proovis. Iga elemendi puhul esinevad erinevad isotoobid erinevates proportsioonides. Neid suhteid väljendatakse peaaegu alati protsentides. Mõned isotoobid on väga levinud, teised aga väga haruldased - kohati nii raske avastada. Neid koguseid saab määrata massispektromeetria abil või leida käsiraamatust.
- Oletame, et süsiniku-12 kontsentratsioon on 99%ja süsinik-13 on 1%. Muud süsiniku isotoobid tõesti olemas, kuid nii väikestes kogustes, et sel juhul võib need tähelepanuta jätta.
3 Korrutage iga isotoobi aatommass selle kontsentratsiooniga proovis. Korrutage iga isotoobi aatommass selle protsendiga (väljendatuna kümnendmurrus). Protsentide kümnendkohtadeks teisendamiseks jagage lihtsalt 100 -ga. Saadud kontsentratsioonid peaksid alati olema kuni 1.
- Meie proov sisaldab süsinik-12 ja süsinik-13. Kui süsinik-12 on 99% proovist ja süsinik-13 on 1%, siis on vaja korrutada 12 (süsinik-12 aatommass) 0,99 ja 13 (süsinik-13 aatommass) 0,01-ga.
- Teatmikud annavad protsendid, mis põhinevad elemendi kõigi isotoopide teadaolevatel kogustel. Enamik keemiaõpikuid sisaldab seda teavet tabeli kujul raamatu lõpus. Uuritava proovi puhul saab isotoopide suhtelisi kontsentratsioone määrata ka massispektromeetri abil.
4 Lisage tulemused. Võtke kokku eelmises etapis saadud korrutamistulemused.Selle toimingu tulemusena leiate oma elemendi suhtelise aatommassi - kõnealuse elemendi isotoopide aatommasside keskmise väärtuse. Kui arvestada elementi tervikuna, mitte antud elemendi spetsiifilist isotoopi, kasutatakse seda väärtust.
- Meie näites on süsinik-12 puhul 12 x 0,99 = 11,88 ja süsinik-13 puhul 13 x 0,01 = 0,13. Suhteline aatommass on meie puhul 11,88 + 0,13 = 12,01.

Näpunäiteid

Mõned isotoobid on vähem stabiilsed kui teised: need lagunevad elementide aatomiteks, mille tuumas on vähem prootoneid ja neutroneid, vabastades osakesed, mis moodustavad aatomituuma. Selliseid isotoope nimetatakse radioaktiivseteks.