Hogyan lehet megtalálni az átlagos atomtömeget: 8 lépés (képekkel)

2024 Szerző: Jason Gerald | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-19 22:12

Az átlagos atomtömeg nem egyetlen atom közvetlen mértékegysége. Ez a tömeg az adott elem általános mintájának atomonkénti átlagos tömege. Ha kiszámíthatná az atom egyetlen milliárdodának tömegét, ezt az értéket ugyanúgy kiszámíthatná, mint bármely más átlagot. Szerencsére létezik egy egyszerűbb módszer az atomtömeg kiszámítására, amely a különböző izotópok ritkaságainak ismert adatai alapján történik.

Lépés

Rész 1 /2: Az átlagos atomtömeg kiszámítása

1. lépés. Ismerje meg az izotópokat és az atomtömegeket

A legtöbb elem természetesen különböző formában, izotópként fordul elő. Az egyes izotópok tömege a magjában lévő protonok és neutronok száma. Minden proton és neutron súlya 1 atomtömegegység (amu). Az egyetlen különbség az elem két izotópja között az atomonkénti neutronok száma, ami befolyásolja az atomtömeget. Az elemek azonban mindig azonos számú protonnal rendelkeznek.

• Az elemek átlagos atomtömegét a neutronok számának ingadozása befolyásolja, és ez az elemek általános mintájának atomonkénti átlagos tömegét jelenti.
• Például az elemi ezüstnek (Ag) 2 természetes izotópja van, nevezetesen az Ag-107 és az Ag-109 (vagy). ¹⁰⁷Ag és ¹⁰⁹Ag). Az izotópok elnevezése a "tömegszáma" vagy az atomban lévő protonok és neutronok száma alapján történik. Ez azt jelenti, hogy az Ag-109-nek 2 neutronja több, mint az Ag-107-nek, ezért tömege valamivel nagyobb.

2. lépés. Jegyezze fel az egyes izotópok tömegét

Minden izotóphoz 2 típusú adatra van szüksége. Ezeket az adatokat tankönyvekben vagy internetes forrásokban, például webelements.com találhatja meg. Az első adat az atomtömeg, vagy minden izotóp egy atomjának tömege. A több neutronnal rendelkező izotópok tömege nagyobb.

• Például az Ag-107 ezüst izotóp atomtömege 106, 90509 gimnázium (atomtömegegység). Eközben az Ag-109 izotóp valamivel nagyobb tömegű, nevezetesen 108, 90470.
• Az utolsó két tizedesjegy kissé eltérhet a források között. Ne tegyen semmilyen számot zárójelbe az atomtömeg után.

3. Írja le az egyes izotópok bőségét

Ez a bőség azt jelzi, hogy az izotóp mennyire gyakori az elemet alkotó összes atom százalékában. Minden izotóp arányos az elem bőségével (minél nagyobb egy izotóp bősége, annál nagyobb a hatás az átlagos atomtömegre). Ezeket az adatokat ugyanazokban a forrásokban találhatja meg, mint az atomtömeget. Az összes izotóp bőségének 100% -nak kell lennie (bár a kerekítési hibák miatt előfordulhat enyhe hiba).

• Az Ag-107 izotóp bősége 51,86%, míg az Ag-109 valamivel kevésbé gyakori, 48,14%. Ez azt jelenti, hogy az általános ezüstminta 51,86% Ag-107-ből és 48,14% Ag-109-ből áll.
• Hagyja figyelmen kívül azokat az izotópokat, amelyek bősége nincs felsorolva. Az ilyen izotópok nem fordulnak elő természetesen a Földön.

4. lépés: A bőség százalékát alakítsa át tizedes számra

Ossza el a bőség százalékát 100 -zal, hogy ugyanazt az értéket kapja tizedes számokban.

Ugyanebben a feladatban a bőségszám 51,86/100 = 0, 5186 és 48, 14/100 = 0, 4814.

5. lépés. Keresse meg a stabil izotóp súlyozott átlagos atomtömegét

Egy n izotópszámú elem átlagos atomtömege egyenlő (tömeg_{izotóp 1} * bőség_{izotóp 1}) + (tömeg_{izotóp 2} * bőség_{izotóp 2}) +… + (Tömeg_{n izotóp} * bőség_{n izotóp} . Ez egy példa a "súlyozott átlagra", ami azt jelenti, hogy minél több tömeget találunk (annál nagyobb a bőség), annál nagyobb a hatás az eredményre. Így használhatja a fenti képletet ezüstre:

• Átlagos atomtömeg_Ag = (tömeg_{Augusztus-107} * bőség_{Augusztus-107}) + (tömeg_Ag-109 * bőség_Ag-109)

  =(106, 90509 * 0, 5186) + (108, 90470 * 0, 4814)

  = 55, 4410 + 52, 4267

  = 107, 8677 középiskola.

• Nézze meg a periódusos rendszer elemeit, és ellenőrizze válaszát. Az átlagos atomtömeg általában az elem szimbólum alatt található.

2. rész: A számítási eredmények használata

1. lépés: A tömeg átalakítása atomszámmá

Az átlagos atomtömeg a tömeg és az atomszám közötti kapcsolatot mutatja egy elem általános mintájában. Ez hasznos a kémiai laboratóriumokban, mert az atomszám közvetlen kiszámítása szinte lehetetlen, de tömegének kiszámítása meglehetősen egyszerű. Például mérhet egy ezüstmintát, és becslése szerint minden 107,8677 amu tömege 1 ezüstatomot tartalmaz.

2. lépés Konvertálja moláris tömegre

Az atomtömegegység nagyon kicsi. Így a vegyészek általában grammban mérik a mintákat. Szerencsére ezt a fogalmat az átalakítás megkönnyítése érdekében határozták meg. Egyszerűen szorozza meg az átlagos atomtömeget 1 g/mol -tal (moláris tömegállandó), hogy megkapja a választ g/mol -ban. Például 107,8677 gramm ezüst átlagosan 1 mól ezüstatomot tartalmaz.

3. lépés. Keresse meg az átlagos molekulatömeget

Mivel a molekula atomok gyűjteménye, összeadhatja az atomok tömegét a molekulatömeg kiszámításához. Ha az átlagos atomtömeget használja (nem egy adott izotóp tömegét), akkor az eredmény a mintában természetesen megtalálható molekulák átlagos tömege. Példa:

• A vízmolekula kémiai képlete H₂O. Tehát 2 hidrogénatomból (H) és 1 oxigénatomból (O) áll.
• A hidrogén átlagos atomtömege 1,00794 amu. Eközben az oxigénatomok átlagos tömege 15.9994 amu.
• H molekulatömeg₂Az O középérték (1,00794) (2) + 15,9994 = 18,01528 amu, ami 18,01528 g/mol -nak felel meg.

Tippek

• A relatív atomtömeg kifejezést néha az átlagos atomtömeg szinonimájaként használják. A kettő között azonban van némi különbség, mivel a relatív atomtömegnek nincsenek egységei, hanem a C-12 szénatomhoz viszonyított tömeget jelenti. Feltéve, hogy atomtömegegységeket használ az átlagos tömegszámításhoz, ez a két érték lényegében azonos.
• Néhány különleges kivételtől eltekintve a periódusos rendszer jobb oldalán lévő elemek átlagos tömege nagyobb, mint a bal oldali elemeké. Ez egyszerű módja annak, hogy ellenőrizze, van -e értelme a válaszának.
• 1 atomtömegegység egy C-12 szénatom tömegének 1/12-e.
• Az izotópok bőségét a Földön természetesen előforduló minták alapján számítják ki. A szokatlan vegyületek, mint például a meteoritok vagy a laboratóriumi minták eltérő izotóparányúak lehetnek, és ennek következtében eltérőek az átlagos atomtömegek.
• Az atomtömeg utáni zárójelben lévő szám az utolsó számjegy bizonytalanságát jelenti. Például az 1,0173 (4) atomtömeg azt jelenti, hogy egy általános atomminta tömege 1,0173 ± 0,0004. Ezt a számot nem kell használnia, hacsak a probléma nem kéri.
• Az elemek és vegyületek tömegének kiszámításakor használja az átlagos atomtömeget.