Hoe de atoommassa te berekenen

Atoom massa riep de som van de massa`s van alle protonen, neutronen en elektronen, waarvan een of een ander atoom of molecuul is. In vergelijking met protonen en neutronen is de massa-elektronen erg klein, dus wordt niet in aanmerking genomen in de berekeningen. Hoewel dit onjuist is van een formeel oogpunt, wordt deze term vaak gebruikt om de middelste atoommassa van alle isotopen van het element aan te duiden. In feite is dit een relatieve atoommassa, ook wel genoemd Atoomgewicht Element. Atoomgewicht is de gemiddelde waarde van atomaire massa`s van alle isotopen van het element dat in de natuur wordt aangetroffen. Chemici moeten onderscheid maken tussen deze twee soorten atomaire massa bij het uitvoeren van hun werk - de onjuiste waarde van de atoommassa kan bijvoorbeeld leiden tot een onjuist resultaat om het reactieproduct te verlaten.

Stappen

Methode 1 van 3:
Het vinden van de atoommassa op het periodiek systeem van elementen
  1. Titel afbeelding 1083156 1
een. Onderzoek hoe de atoommassa wordt opgenomen. Atoommassa, dat wil zeggen, de massa van dit atoom of molecuul kan worden uitgedrukt in standaardeenheden van het SI-GRAMS-systeem, kilogram, enzovoort. Vanwege het feit dat de atoommassa`s in deze eenheden extreem klein zijn, worden ze vaak opgenomen in uniforme atomaire massa-massa, of afgekort.E.M. - Atomaire massa-eenheden. Eén atoomeenheid massa is gelijk aan 1/12 massa van standaard carbon-12-isotoop.
  • Atomaire eenheid van massa karakteriseert massa Eén mol van dit element in gram. Deze waarde is zeer nuttig in praktische berekeningen, aangezien het gemakkelijk kan worden omgezet door een massa van een gegeven hoeveelheid atomen of moleculen van deze substantie in motten, en vice versa.
  • Titel afbeelding 1083156 2
    2. Zoek de atoommassa in het periodiek systeem van Mendeleev. De meeste standaardtafels van Mendeleev bevatten atomaire massa`s (atomaire gewichten) van elk element. In de regel worden ze gegeven in de vorm van een getal aan de onderkant van de cel met een element, onder de letters die het chemische element aangeven. Dit is meestal geen geheel getal en de decimale fractie.
  • Merk op dat alle relatieve atomaire massa`s die zijn opgegeven in de Mendeleev-tafel voor elk element zijn Midden waarden. Chemische elementen hebben anders Isotopen - chemische variëteiten met verschillende massa`s vanwege extra of afwezige neutronen in de atoomkern. Bijgevolg kunnen de relatieve atomaire massa`s die in de periodieke tabel worden vermeld, worden gebruikt als een gemiddelde waarde voor atomen van een bepaald element, maar niet Als een massa van één atoom van dit element.
  • Relatieve atomaire massa`s getoond in de periodieke tabel worden gebruikt om de molaire massa`s van atomen en moleculen te berekenen. Atoommassa`s uitgedrukt in een.E.M. (zoals in de Mendeleev-tafel), in wezen dimensieloos. Echter, vermenigvuldigen we echter de atoommassa per 1 g / mol, we verkrijgen het bruikbare kenmerk van het element - massa (in gram) van één bidden van atomen van dit element.
  • Titel afbeelding 1083156 3
    3. Onthoud dat in de periodieke tabel de gemiddelde atomaire massa`s van de elementen toont. Zoals eerder vermeld, zijn de relatieve atomaire massa`s die voor elk element in het periodieke systeem zijn gespecificeerd, de gemiddelde waarden van de massa`s van alle atomaire isotopen. Deze gemiddelde waarde is voor veel praktische doeleinden waardevol: het wordt bijvoorbeeld gebruikt bij het berekenen van molaire massa Moleculen bestaande uit verschillende atomen. Wanneer u echter met individuele atomen omgaat, is deze waarde meestal niet genoeg.
  • Aangezien de gemiddelde atoommassa gemiddelde waarde is voor verschillende isotopen, is de waarde die is aangegeven in de Mendeleev-tabel niet nauwkeurig De waarde van de atoommassa van eenheidsatoom.
  • Atomaire massa`s van individuele atomen moeten worden berekend, rekening houdend met het exacte aantal protonen en neutronen in één atoom.
    • Methode 2 van 3:
    Berekening van de atoommassa van een afzonderlijk atoom
    1. Titel afbeelding Bereken Atomic Mass Stap 1
    een. Zoek het atomaire nummer van dit item of de isotoop. Atomic-nummer is het aantal protonen in de elementatomen, het verandert nooit. Bijvoorbeeld alle waterstofatomen en enkel en alleen ze hebben één proton. Het atomaire aantal natrium is 11, aangezien in zijn kern elf protonen, terwijl het atoomaantal zuurstof acht is, omdat in zijn kern acht protonen. U vindt het atoomnummer van elk element in de periodieke tabel van Mendeleev - in bijna alle standaardversies, dit aantal wordt aangegeven boven de alfabetische aanduiding van het chemische element. Atomic-nummer is altijd een positief geheel getal.
    • Stel dat we geïnteresseerd zijn in een koolstofatoom. In koolstofatomen zijn er altijd zes protonen, dus we weten dat het atoomnummer gelijk is aan 6. Bovendien zien we dat in het periodieke systeem, in het bovenste deel van de koolstofcel (C) er een cijfer is "6", aangeven dat het atomaire koolstofnummer zes is.
    • Merk op dat het atoomnummer van het element uniek is verbonden met zijn relatieve atoommassa in het periodieke systeem. Hoewel, vooral voor de elementen in de bovenkant van de tafel, het lijkt erop dat de atoommassa van het element tweemaal het atoomnummer is, wordt het nooit berekend door de vermenigvuldiging van het atomaire nummer twee.
  • Titel afbeelding Bereken Atomic Mass Stap 2
    2. Vind het aantal neutronen in de kernel. Aantal neutronen kan verschillen voor verschillende atomen van hetzelfde element. Wanneer twee atomen van één element met hetzelfde aantal protonen een andere hoeveelheid neutronen hebben, zijn ze verschillende isotopen van dit element.In tegenstelling tot het aantal protonen, dat nooit verandert, kan het aantal neutronen in de atomen van een bepaald element vaak veranderen, daarom is de gemiddelde atomaire massa van het element geschreven in de vorm van een decimale fractie met een waarde die tussen twee ligt aangrenzende gehele getallen.
  • Aantal neutronen kan worden bepaald door de aanwijzing van de isotoop van het element. Koolstof 14 is bijvoorbeeld een radioactief koolstof-12-isotoop, gevonden in de natuur. Vaak wordt het isotopummer aangegeven in de vorm van een bovenbouw met uitzicht op het elementsymbool: C. Het aantal neutronen is door het aantal protonen uit het isotoopnummer af te trekken: 14 - 6 = 8 neutronen.
  • Stel dat het koolstofatoom van belang zes neutronen (C) heeft. Dit is de meest voorkomende koolstof-isotoop, die ongeveer 99% van alle atomen van dit element nummert. Ongeveer 1% van de koolstofatomen heeft echter 7 neutronen (C). Andere soorten koolstofatomen hebben meer dan 7 of minder dan 6 neutronen en bestaan ​​in zeer kleine hoeveelheden.
  • Titel afbeelding Bereken Atomic Mass Stap 4
    3. Vouw het aantal protonen en neutronen. Dit is de atoommassa van dit atoom. Besteed niet op het aantal elektronen dat de kernel omringt - hun totale massa is extreem klein, dus hebben ze praktisch geen invloed op uw berekeningen.
  • Ons koolstofatoom heeft 6 protonen + 6 neutronen = 12. Aldus is de atoommassa van dit koolstofatoom 12. Als het een isotoop was "Koolstof-13", We zouden weten dat hij 6 protons + 7 neutronen heeft = atomisch gewicht 13.
  • In werkelijkheid is de koolstof-13 atomaire massa 13.003355 en deze waarde is nauwkeuriger, omdat het experimenteel is bepaald.
  • Atoommassa is heel dicht bij het nummer van de isotoop. Voor het gemak van berekeningen, wordt het isotoop-nummer vaak gelijk aan de atoommassa. Experimenteel gedefinieerde atoommassawaarden overschrijden het isotoP-nummer als gevolg van een zeer kleine bijdrage van de elektronen.
    • Methode 3 van 3:
    Berekening van de relatieve atoommassa (atoomgewicht) van het element
    1. Titel afbeelding Bereken Atomic Mass Stap 4
    een. Bepalen welke isotopen zijn opgenomen in het monster. Chemici bepalen vaak de verhouding van isotopen in een specifiek monster met behulp van een speciaal instrument dat de massaspectrometer wordt genoemd. Bij het leren zullen deze gegevens echter aan u worden verstrekt in termen van taken, controle enzovoort in de vorm van waarden die uit de wetenschappelijke literatuur zijn afgenomen.
    • In ons geval gaan we ervan uit dat we te maken hebben met twee isotopen: koolstof-12 en koolstof-13.
  • Titel afbeelding Bereken Atomic Mass Stap 5
    2. Bepaal de relatieve inhoud van elke isotoop in het monster. Voor elk element zijn verschillende isotopen te vinden in verschillende verhoudingen. Deze verhoudingen worden bijna altijd in procenten uitgedrukt. Sommige isotopen worden heel vaak gevonden, terwijl anderen erg zeldzaam zijn - soms zozeer dat ze nauwelijks kunnen worden gedetecteerd. Deze waarden kunnen worden bepaald met behulp van massaspectrometrie of gevonden in de map.
  • Stel dat de concentratie van koolstof-12 99% is en koolstof-13 - 1%. Andere koolstof isotopen echt bestaan, maar in hoeveelheden zijn zo klein dat ze in dit geval kunnen worden verwaarloosd.
  • Titel afbeelding Bereken Atomic Mass Stap 6
    3. Vermenigvuldig de atoommassa van elke isotoop in zijn concentratie in het monster. Vermenigvuldig de atoommassa van elke isotoop op het percentage (uitgedrukt in de vorm van een decimale fractie). Om interesse in een decimale fractie te vertalen, deel ze gewoon met 100. De resulterende concentraties in het bedrag moeten altijd 1 geven.
  • Ons monster bevat koolstof-12 en koolstof-13. Indien koolstof-12 99% van het monster is, en koolstof -13 1% is, is het noodzakelijk om 12 (atoomgewicht koolstof-12) met 0,99 en 13 (koolstofatoomgewicht-13) met 0,01 te vermenigvuldigen.
  • In referentieboeken geven procentuele ratio`s op basis van bekende hoeveelheden van alle isotopen van een of een ander element. De meeste scheikunde-leerboeken bevatten deze informatie in de vorm van een tabel aan het einde van het boek. Voor het onderwijsmonster kunnen ook de relatieve concentraties van isotopen worden bepaald met behulp van een massaspectrometer.
  • Titel afbeelding Bereken Atomic Mass Stap 7
    4. Vouw de resultaten. Kaart de vermenigvuldigingsresultaten die u hebt ontvangen in de vorige stap. Als gevolg van deze operatie vindt u de relatieve atoommassa van uw element - de gemiddelde waarde van de atoommassa`s van de isotopen van het onderzochte element. Wanneer het element als geheel wordt beschouwd, en geen specifieke isotoop van dit element, wordt deze waarde gebruikt.
  • In ons voorbeeld 12 x 0,99 = 11,88 voor koolstof-12 en 13 x 0,01 = 0,13 voor koolstof-13. De relatieve atoommassa in ons geval is 11.88 + 0,13 = 12.01.

    • Tips

    • Sommige isotopen zijn minder stabiel dan andere: ze desintegreren tot de atomen van elementen met een kleiner aantal protonen en neutronen in de kern met de scheiding van deeltjes die deel uitmaken van de atoomkern. Dergelijke isotopen worden radioactief genoemd.

    Wat je nodig hebt

    • Chemielood
    • Rekenmachine
    Deel in het sociale netwerk:
    Vergelijkbaar