Як розрахувати атомну масу

Відеоролик: Как найти молекулярную массу

Зміст

кроки
Метод 1 з 3: Знаходження атомної маси по періодичній таблиці елементів
Метод 2 з 3: Розрахунок атомної маси окремого атома
Метод 3 з 3: Обчислення відносної атомної маси (атомної ваги) елемента
Поради
Що вам знадобиться

атомною масою називається сума мас усіх протонів, нейтронів і електронів, з яких складається той чи інший атом або молекула. У порівнянні з протонами і нейтронами маса електронів дуже мала, тому вона не враховується в розрахунках. Хоча це і некоректно з формальної точки зору, нерідко цей термін використовується для позначення середньої атомної маси всіх ізотопів елемента. Насправді це відносна атомна маса, звана також атомним вагою елемента. Атомний вагу - це середнє значення атомних мас всіх ізотопів елемента, що зустрічаються в природі. Хіміки повинні розрізняти ці два типи атомної маси при виконанні своєї роботи - неправильне значення атомної маси може, наприклад, привести до неправильного результату для виходу продукту реакції.

кроки

Метод 1 з 3: Знаходження атомної маси по періодичній таблиці елементів

1 Вивчіть як записується атомна маса. Атомна маса, тобто маса даного атома або молекули, може бути виражена в стандартних одиницях системи СІ - грамах, кілограмах і так далі. Однак у зв'язку з тим, що атомні маси, виражені в цих одиницях, надзвичайно малі, їх часто записують в уніфікованих атомних одиницях маси, або скорочено а.е.м. - атомні одиниці маси. Одна атомна одиниця маси дорівнює 1/12 маси стандартного ізотопу вуглець-12.
- Атомна одиниця маси характеризує масу одного благаючи даного елемента в грамах. Ця величина дуже корисна при практичних розрахунках, оскільки з її допомогою можна легко перевести масу заданої кількості атомів або молекул даної речовини в молі, і навпаки.
2 Знайдіть атомну масу в періодичній таблиці Менделєєва. У більшості стандартних таблиць Менделєєва містяться атомні маси (атомні ваги) кожного елемента. Як правило, вони наведені у вигляді числа в нижній частині осередку з елементом, під буквами, що позначають хімічний елемент. Зазвичай це не ціле число, а десяткова дріб.
- Зверніть увагу, що всі відносні атомні маси, зазначені в таблиці Менделєєва, для кожного елемента є середніми значеннями. У хімічних елементів є різні ізотопи - хімічні різновиди, що мають різні маси через додаткових або відсутніх нейтронів в атомному ядрі. Отже, відносні атомні маси, перераховані в періодичній таблиці, можуть використовуватися як середнє значення для атомів певного елемента, але НЕ як маса одного атома даного елемента.
- Відносні атомні маси, наведені в періодичній таблиці, використовуються для розрахунку молярних мас атомів і молекул. Атомні маси, виражені в а.е.м. (Як в таблиці Менделєєва), по суті безрозмірні. Однак просто помноживши атомну масу на 1 г / моль, ми отримуємо корисну характеристику елемента - масу (в грамах) одного благаючи атомів цього елемента.
3 Пам'ятайте про те, що в періодичній таблиці наведені середні атомні маси елементів. Як було зазначено раніше, відносні атомні маси, зазначені для кожного елемента в періодичній системі, є середніми значеннями мас всіх ізотопів атома. Це середнє значення цінно для багатьох практичних цілей: наприклад, воно використовується при розрахунку молярної маси молекул, що складаються з декількох атомів. Однак коли ви маєте справу з окремими атомами, цього значення, як правило, буває недостатньо.
- Оскільки середня атомна маса являє собою усереднене значення для кількох ізотопів, величина, зазначена в таблиці Менделєєва не є точним значенням атомної маси будь-якого одиничного атома.
- Атомні маси окремих атомів необхідно розраховувати з урахуванням точного числа протонів і нейтронів в одиничному атомі.

Метод 2 з 3: Розрахунок атомної маси окремого атома

1 Знайдіть атомний номер даного елемента або його ізотопу. Атомний номер - це кількість протонів в атомах елемента, воно ніколи не змінюється. Наприклад, всі атоми водню, причому тільки вони, мають один протон. Атомний номер натрію дорівнює 11, оскільки в його ядрі одинадцять протонів, тоді як атомний номер кисню становить вісім, так як в його ядрі вісім протонів. Ви можете знайти атомний номер будь-якого елементу в періодичній таблиці Менделєєва - практично у всіх її стандартних варіантах цей номер вказано над буквеним позначенням хімічного елементу. Атомний номер завжди є позитивним цілим числом.
- Припустимо, нас цікавить атом вуглецю. В атомах вуглецю завжди шість протонів, тому ми знаємо, що його атомний номер дорівнює 6. Крім того, ми бачимо, що в періодичній системі, у верхній частині осередку з вуглецем (C) знаходиться цифра "6", яка вказує на те, що атомний номер вуглецю дорівнює шести.
- Зверніть увагу, що атомний номер елемента не пов'язаний однозначно з його відносною атомною масою в періодичній системі. Хоча, особливо для елементів у верхній частині таблиці, може здатися, що атомна маса елемента вдвічі більше його атомного номера, вона ніколи не розраховується множенням атомного номера на два.
2 Знайдіть число нейтронів в ядрі. Кількість нейтронів може бути різним для різних атомів одного і того ж елемента. Коли два атоми одного елемента з однаковою кількістю протонів мають різну кількість нейтронів, вони є різними ізотопами цього елемента.На відміну від кількості протонів, яке ніколи не змінюється, число нейтронів в атомах певного елемента може часто змінюватися, тому середня атомна маса елемента записується у вигляді десяткового дробу зі значенням, що лежить між двома сусідніми цілими числами.
- Кількість нейтронів можна визначити по позначенню ізотопу елемента. Наприклад, вуглець-14 являє собою радіоактивний ізотоп вуглецю-12, що зустрічається в природі. Часто номер ізотопу вказується у вигляді надрядкового числа, що стоїть перед символом елемента: C. Кількість нейтронів знаходиться шляхом вирахування числа протонів з номера ізотопу: 14 - 6 = 8 нейтронів.
- Припустимо, що цікавить нас атом вуглецю має шість нейтронів (C). Це найбільш поширений ізотоп вуглецю, що нараховує близько 99% всіх атомів даного елемента. Однак близько 1% атомів вуглецю мають 7 нейтронів (C). Інші види атомів вуглецю мають більше 7 або менше 6 нейтронів і існують в дуже малих кількостях.
3 Складіть кількість протонів і нейтронів. Це і буде атомною масою даного атома. Не звертайте уваги на кількість електронів, які оточують ядро - їх сумарна маса надзвичайно мала, тому вони практично не впливають на ваші розрахунки.
- Наш атом вуглецю має 6 протонів + 6 нейтронів = 12. Таким чином, атомна маса даного атома вуглецю дорівнює 12. Якби це був ізотоп "вуглець-13", то ми б знали, що у нього є 6 протонів + 7 нейтронів = атомна маса 13.
- Насправді атомна маса вуглецю-13 складає 13,003355, причому це значення є більш точним, оскільки було визначено експериментальним шляхом.
- Атомна маса дуже близька до номеру ізотопу. Для зручності обчислень номер ізотопу часто думають рівним атомної масі. Експериментально визначені значення атомної маси трохи перевищують номер ізотопу через дуже малого вкладу з боку електронів.

Метод 3 з 3: Обчислення відносної атомної маси (атомної ваги) елемента

1 Визначте, які ізотопи містяться в зразку. Хіміки часто визначають співвідношення ізотопів в конкретному зразку за допомогою спеціального приладу під назвою мас-спектрометр. Однак при навчанні ці дані будуть надані вам в умовах завдань, контрольних і так далі у вигляді значень, узятих з наукової літератури.
- У нашому випадку допустимо, що ми маємо справу з двома ізотопами: вуглецем-12 і вуглецем-13.
2 Визначте відносний вміст кожного ізотопу в зразку. Для кожного елемента різні ізотопи зустрічаються в різних співвідношеннях. Ці співвідношення майже завжди виражають у відсотках. Деякі ізотопи зустрічаються дуже часто, тоді як інші дуже рідкісні - часом настільки, що їх насилу можна виявити. Ці величини можна визначити за допомогою мас-спектрометрії або знайти в довіднику.
- Припустимо, що концентрація вуглецю-12 дорівнює 99%, а вуглецю-13 - 1%. Інші ізотопи вуглецю дійсно існують, але в кількостях настільки малих, що в даному випадку ними можна знехтувати.
3 Помножте атомну масу кожного ізотопу на його концентрацію в зразку. Помножте атомну масу кожного ізотопу на його процентний вміст (виражене у вигляді десяткового дробу). Щоб перевести відсотки в десяткову дріб, просто розділіть їх на 100. Отримані концентрації в сумі завжди повинні давати 1.
- Наш зразок містить вуглець-12 і вуглець-13. Якщо вуглець-12 становить 99% зразка, а вуглець-13 - 1%, то необхідно помножити 12 (атомна маса вуглецю-12) на 0,99 і 13 (атомна маса вуглецю-13) на 0,01.
- У довідниках даються процентні співвідношення, засновані на відомих кількостях всіх ізотопів того чи іншого елемента. Більшість підручників з хімії містять цю інформацію у вигляді таблиці в кінці книги. Для досліджуваного зразка відносні концентрації ізотопів можна також визначити за допомогою мас-спектрометра.
4 Складіть отримані результати. Підсумуйте результати множення, які ви отримали в попередньому кроці.В результаті цієї операції ви знайдете відносну атомну масу вашого елемента - середнє значення атомних мас ізотопів елемента, що розглядається. Коли розглядається елемент в цілому, а не конкретний ізотоп даного елементу, використовується саме ця величина.
- У нашому прикладі 12 x 0,99 = 11,88 для вуглецю-12, і 13 x 0,01 = 0,13 для вуглецю-13. Відносна атомна маса в нашому випадку становить 11,88 + 0,13 = 12,01.

Поради

Деякі ізотопи менш стабільні, ніж інші: вони розпадаються на атоми елементів з меншою кількістю протонів і нейтронів в ядрі з виділенням часток, що входять до складу атомного ядра. Такі ізотопи називають радіоактивними.