Средната атомна маса не е пряка мярка за единичен атом. Тази маса е средната маса на атом на обща проба от определен елемент. Ако можете да изчислите масата на една милиардна част от атома, бихте могли да изчислите тази стойност по същия начин, както бихте направили всяка друга средна стойност. За щастие има по -лесен начин за изчисляване на атомната маса, който се основава на известни данни от рядкостите на различни изотопи.
Стъпка
Част 1 от 2: Изчисляване на средната атомна маса
Стъпка 1. Разберете изотопите и атомните маси
Повечето елементи се срещат естествено в различни форми, наречени изотопи. Масовото число на всеки изотоп е броят на протоните и неутроните в ядрото му. Всеки протон и неутрон тежат 1 атомна единица маса (amu). Единствената разлика между два изотопа на елемент е броят на неутроните на атом, който влияе върху атомната маса. Елементите обаче винаги имат еднакъв брой протони.
- Средната атомна маса на елемент се влияе от вариации в броя на неговите неутрони и представлява средната маса на атом в обща извадка на елемент.
- Например елементарното сребро (Ag) има 2 естествени изотопа, а именно Ag-107 и Ag-109 (или). 107Ag и 109Ag). Изотопите се наричат въз основа на тяхното "масово число" или броя на протоните и неутроните в атома. Това означава, че Ag-109 има 2 повече неутрона от Ag-107, така че масата му е малко по-голяма.
Стъпка 2. Отбележете масата на всеки изотоп
Имате нужда от 2 типа данни за всеки изотоп. Можете да намерите тези данни в учебници или интернет източници като webelements.com. Първите данни са атомната маса или масата на един атом от всеки изотоп. Изотопите, които имат повече неутрони, имат по -голяма маса.
- Например, сребърният изотоп Ag-107 има атомна маса от 106, 90509 гимназия (единица атомна маса). Междувременно изотопът Ag-109 има малко по-голяма маса, а именно 108, 90470.
- Последните два знака след десетичната запетая могат да варират леко в различните източници. Не включвайте числа в скоби след атомната маса.
Стъпка 3. Запишете изобилието на всеки изотоп
Това изобилие показва колко общ е изотопът по отношение на процент от всички атоми, които съставляват елемент. Всеки изотоп е пропорционален на изобилието на елемента (колкото по -голямо е изобилието на изотоп, толкова по -голям е ефектът върху средната атомна маса). Можете да намерите тези данни в същите източници като атомната маса. Изобилието на всички изотопи трябва да бъде 100% (въпреки че може да има лека грешка поради грешки при закръгляване).
- Изотопът Ag-107 има изобилие от 51,86%, докато Ag-109 е малко по-рядко срещано с изобилие от 48,14%. Това означава, че общата проба от сребро се състои от 51,86% Ag-107 и 48,14% Ag-109.
- Игнорирайте всички изотопи, чието изобилие не е в списъка. Изотопи като тези не се срещат естествено на Земята.
Стъпка 4. Преобразувайте процента на изобилието в десетично число
Разделете процента на изобилието на 100, за да получите същата стойност в десетични числа.
В същия проблем числото на изобилието е 51.86/100 = 0, 5186 и 48, 14/100 = 0, 4814.
Стъпка 5. Намерете среднопретеглената атомна маса на стабилния изотоп
Средната атомна маса на елемент с редица изотопи n е равна на (масаизотоп 1 * изобилиеизотоп 1) + (масаизотоп 2 * изобилиеизотоп 2) +… + (Масаn изотоп * изобилиеn изотоп . Това е пример за "претеглена средна стойност", което означава, че колкото повече намерена маса (колкото по -голямо е изобилието), толкова по -голям е ефектът върху резултата. Ето как да използвате горната формула за сребро:
-
Средна атомна масаAg = (масаАвгуст-107 * изобилиеАвгуст-107) + (масаAg-109 * изобилиеAg-109)
=(106, 90509 * 0, 5186) + (108, 90470 * 0, 4814)
= 55, 4410 + 52, 4267
= 107, 8677 гимназия.
- Погледнете елементите в периодичната таблица, за да проверите отговора си. Средната атомна маса обикновено е посочена под символа на елемента.
Част 2 от 2: Използване на резултатите от изчисленията
Стъпка 1. Преобразувайте масата в атомен номер
Средната атомна маса показва връзката между масата и атомния номер в обща извадка на елемент. Това е полезно в химическите лаборатории, тъй като директното изчисляване на атомния номер е почти невъзможно, но изчисляването на неговата маса е сравнително лесно. Например, можете да претеглите проба от сребро и да прецените, че всеки 107.8677 аму от масата му съдържа 1 атом сребро.
Стъпка 2. Преобразувайте в моларна маса
Единицата за атомна маса е много малка. По този начин химиците обикновено тежат пробите в грамове. За щастие, тази концепция беше дефинирана, за да улесни преобразуването. Просто умножете средната атомна маса с 1 g/mol (постоянна моларна маса), за да получите отговора в g/mol. Например 107.8677 грама сребро съдържа средно 1 мол сребърни атоми.
Стъпка 3. Намерете средната молекулна маса
Тъй като молекулата е съвкупност от атоми, можете да съберете масите на атомите, за да изчислите молекулната маса. Ако използвате средната атомна маса (не масата на конкретен изотоп), резултатът е средната маса на молекулите, открити естествено в пробата. Пример:
- Водната молекула има химическата формула Н2О. И така, той се състои от 2 водородни атома (Н) и 1 кислороден атом (О).
- Водородът има средна атомна маса от 1,00794 амуни. Междувременно кислородните атоми имат средна маса от 15,9994 amu.
- Молекулна маса H2Средното O е равно на (1.00794) (2) + 15.9994 = 18.01528 amu, еквивалентно на 18.01528 g/mol.
Съвети
- Терминът относителна атомна маса понякога се използва като синоним на средна атомна маса. Има обаче малка разлика между двете, тъй като относителната атомна маса няма единици, а представлява маса спрямо въглеродния атом С-12. При условие, че използвате атомна маса в изчислението на средната маса, тези две стойности са по същество идентични.
- С няколко специални изключения, елементите вдясно от периодичната таблица имат по -голяма средна маса от елементите вляво. Това може да бъде лесен начин да проверите дали отговорът ви има смисъл.
- 1 единица атомна маса се определя като 1/12 маса на един въглероден атом С-12.
- Изобилието на изотопите се изчислява въз основа на проби, които се срещат естествено на Земята. Необичайни съединения като метеорити или лабораторни проби могат да имат различни изотопни съотношения и в резултат на това различни средни атомни маси.
- Числото в скоби след атомната маса представлява несигурността на последната цифра. Например, атомна маса от 1,0173 (4) означава, че общата извадка от атоми има маса в диапазона 1,0173 ± 0,0004. Не е необходимо да използвате това число, освен ако не бъдете помолени в проблема.
- Използвайте средната атомна маса при изчисляване на маси, включващи елементи и съединения.
