gtemata.com

Cum se calculează masa atomică

masa atomică

este suma maselor tuturor protonilor, neutronilor și electronilor prezenți într-un singur atom sau într-o moleculă. Masa unui electron este atât de mică încât este considerată neglijabilă și, prin urmare, nu este inclusă în calcul. Termenul este adesea folosit pentru a se referi la masa atomică medie a tuturor izotopilor unui element, deși această utilizare este din punct de vedere tehnic incorectă. Această a doua definiție se referă de fapt la masa atomică relativă, de asemenea numită greutate atomică a unui element. Greutatea atomică ia în considerare media masei izotopilor naturali ai unui element. Chimistii trebuie sa distinga aceste doua concepte in timpul activitatii lor deoarece, de exemplu, o valoare incorecta a maselor atomice poate duce la erori in calculul randamentului unui experiment.

paşi

Metoda 1

Găsiți masa atomică pe tabelul periodic
1
Aflați cum este reprezentată masa atomică. Acest lucru poate fi exprimat în funcție de unitățile de măsură standard ale Sistemului Internațional (grame, kilograme și așa mai departe), indiferent dacă se referă la un singur atom sau o moleculă. Cu toate acestea, atunci când aceste unități sunt indicate, valorile masei atomice sunt extrem de mici și, prin urmare, sunt preferate unitățile de masă atomică (de obicei abreviate cu "uma"). O unitate de masă atomică corespunde cu 1/12 din masa atomică standard a izotopului de carbon 12.
  • Unitățile de masă atomică indică masa exprimată în grame dintr-un mol dintr-un anumit element sau moleculă. Aceasta este o proprietate foarte utilă atunci când se efectuează calcule, deoarece permite o conversie simplă între masa și molii unei cantități date de atomi sau molecule de același tip.
  • 2
    Găsiți masa atomică pe tabelul periodic. Majoritatea tabelelor periodice enumeră masele atomice relative (greutățile atomice) ale tuturor elementelor. Valoarea este scrisă la baza casetei care conține simbolul chimic format din una sau două litere. De obicei, acesta este un număr zecimal, mai rar un număr întreg.
  • Amintiți-vă că masele atomice relative pe care le găsiți în tabelul periodic sunt valori "medie" pentru fiecare element. Elementele posedă diferite "izotopi" - atomi cu mase diferite pentru că au mai mult sau mai puțin neutroni în nucleul lor. Astfel, masa atomică relativă raportată în tabelul periodic este o valoare medie acceptabilă a atomilor unui element dat, dar nu este masa unui singur atom al elementului însuși.
  • Masa atomică relativă indicată pe tabelul periodic este utilizată pentru calculul masei moleculare de atomi și molecule. Masele atomice, atunci când sunt exprimate în uma așa cum se întâmplă în tabelul periodic, sunt numerele tehnice fără unități de măsură. Cu toate acestea, este suficient să se înmulțească cu 1 g / mol pentru a obține o valoare utilizabilă a masei moleculare, adică masa exprimată în grame de mol de atomi din elementul dat.
  • 3
    Amintiți-vă că valorile afișate în tabelul periodic sunt medii ale masei atomice pentru elementul respectiv. Așa cum am menționat deja mai sus, masele atomice relative care sunt aplicate în cutia fiecărui element al tabelului periodic reprezintă valoarea medie a tuturor masei atomice a izotopilor acelui element. Valoarea medie este utilă pentru multe calcule practice, de exemplu pentru a găsi molară a unei molecule formate din atomi diferiți. Cu toate acestea, atunci când trebuie să luați în considerare atomii individuali, acest număr este adesea insuficient.
  • Din moment ce este media diferitelor tipuri de izotopi, datele exprimate în tabelul periodic nu sunt exact masa atomică a unui singur atom.
  • Masa atomică a fiecărui atom trebuie calculată ținând cont de numărul exact de protoni și neutroni care alcătuiesc nucleul său.

    • Metoda 2

    Calculați masa atomică a unui singur atom
    1
    Găsiți numărul atomic al elementului sau al izotopului. Aceasta corespunde numărului de protoni care se află în element și nu variază niciodată. De exemplu, toți atomii de hidrogen și atomi numai cele ale hidrogenului au un proton în nucleul lor. Sodiul are un număr atomic de 11 deoarece în nucleul său există unsprezece protoni, în timp ce numărul atomic de oxigen este de 8 deoarece nucleul său este compus din 8 protoni. Puteți găsi aceste date în aproape toate mesele periodice standard: îl vedeți deasupra simbolului chimic al elementului. Această valoare este întotdeauna un întreg pozitiv.
    • Luați în considerare atomul de carbon. Aceasta are întotdeauna șase protoni, deci știi că numărul atomic este 6. Pe tabelul periodic poți citi un număr mic "6" deasupra simbolului elementului din interiorul cutiei de carbon (C) - aceasta indică numărul său atomic.
    • Rețineți că numărul atomic al elementului nu are relevanță directă cu valoarea relativă a masei atomice indicată în tabelul periodic. Cu toate acestea, puteți obține impresia că masa atomică este de două ori numărul atomic, în special pentru elementele de la vârful tabelului periodic, dar știți că masa atomică nu este niciodată calculată prin dublarea numărului atomic.
  • 2
    Găsiți numărul de neutroni care alcătuiesc nucleul. Acest lucru poate varia între atomii unui element dat. Deși doi atomi cu același număr de protoni și un număr diferit de neutroni sunt întotdeauna aceiași "element", de fapt sunt doi izotopi diferiți. Spre deosebire de numărul de protoni, care este constant, neutronii unui atom dat se pot schimba până la punctul în care masa atomică medie trebuie exprimată ca o valoare zecimal între două întregi.
  • Numărul de neutroni este determinat de modul în care a fost desemnat izotopul. De exemplu, carbon-14 este un izotop radioactiv natural al carbonului-12. Adesea, izotopul este indicat cu un număr de superscript care precede simbolul elementului: 14C. Numărul de neutroni se calculează prin scăderea numărului de protoni din numărul izotopilor: 14 - 6 = 8 neutroni.
  • Să presupunem că atomul de carbon pe care îl gândiți are șase neutroni (12C). Acesta este cel mai comun izotop de carbon și reprezintă 99% din atomii de carbon existenți. Cu toate acestea, aproximativ 1% din atomii de carbon au 7 neutroni (13C). Celelalte tipuri de atomi de carbon cu mai puțin de 6 sau 7 neutroni reprezintă o cantitate foarte mică.
  • 3
    Adăugați un număr de protoni și neutroni între ei. Aceasta este masa atomică a atomului. Nu vă faceți griji cu privire la numărul de electroni care orbitează în jurul nucleului, masa pe care o generează este într-adevăr foarte mică, deci, în cele mai multe cazuri practice, nu interferează cu rezultatul.
  • Atomul dvs. de carbon are 6 protoni + 6 neutroni = 12. Masa atomică a acestui atom specific este de 12 atomi. Dacă ați considera izotopul carbon-13, atunci ar fi trebuit să calculați 6 protoni + 7 neutroni = 13.
  • Greutatea atomică reală a carbonului-13 este de 13.003355 și se obține mai precis prin experiment.
  • Masa atomică este o valoare foarte apropiată de numărul de izotopi al unui element. Pentru calculele de bază, numărul de izotopi este considerat egal cu masa atomică. Atunci când se face un calcul experimental, datele privind masa atomică sunt puțin mai mari decât numărul izotopilor, datorită contribuției minime a masei de electroni.

    • Metoda 3

    Calculați masa atomică relativă (greutatea atomică) a unui element

    1
    Determinați ce izotopi alcătuiesc eșantionul. Chimistii determina de multe ori proportiile dintre diferitele izotopi care formeaza o proba folosind un instrument special numit spectrometru. Cu toate acestea, pentru un student de chimie, aceste informații sunt furnizate în cea mai mare parte de textul problemei sau pot fi găsite ca date fixe în manuale.
    • În scopul dvs., luați în considerare o probă compusă din izotopi carbon-13 și carbon-12.
  • 2
    Determină abundența relativă a fiecărui izotop din probă. Pentru fiecare element, izotopii sunt prezenți cu proporții diferite care sunt de obicei exprimate ca procent. Unele izotopi sunt foarte frecvente, în timp ce altele sunt foarte rare, atât de mult încât să nu le poată identifica. Puteți găsi aceste date prin spectrometrie de masă sau consultând o carte de chimie.
  • Să presupunem că abundența carbonului-12 este de 99%, iar cea a carbonului-13 este de 1%. evident acolo alți izotopi de carbon, dar în cantități atât de mici încât acestea pot fi ignorate în acest experiment.
  • 3
    Se multiplică masa atomică a fiecărui izotop cu valoarea proporției sale din probă exprimată în valoare zecimală. Pentru a converti un procent în zecimale, divizați numărul cu 100. Suma proporțiilor exprimate în zecimale diferitelor izotopi care compun o mostră ar trebui să fie întotdeauna egală cu 1.
  • Eșantionul dvs. conține carbon-12 și carbon-13. Dacă carbonul-12 reprezintă 99% din eșantion și carbonul-13 1%, se înmulțește cu 0,99 și 13 (masa atomică de carbon-13) 12 (masa atomică de carbon-12) 01.
  • Un text de referință vă va oferi proporțiile procentuale ale tuturor izotopilor unui element. De obicei, veți găsi aceste date în tabelele paginilor de jos ale fiecărei cărți de chimie. Alternativ, puteți utiliza un spectrometru de masă pentru a testa direct eșantionul.
  • 4
    Adăugați rezultatele unul la celălalt. Adăugați produsele de multiplicare pe care le-ați realizat anterior. Valoarea rezultată este masa atomică relativă a elementului, adică valoarea medie a masei atomice a izotopilor elementului. Când vorbim despre un element în general, fără a lua în considerare un izotop în particular, vom folosi aceste date.
  • În exemplul descris mai sus, ați obținut: 12 x 0,99 = 11,88 pentru carbon-12 și 13 x 0,01 = 0,13 pentru carbon-13. Masa atomică relativă a eșantionului dvs. este 11,88 + 0,13 = 12,01.

    • Sfaturi

    • Unele izotopi sunt mai puțin stabile decât altele și se descompun în elemente cu câteva protoni și neutroni în nucleul lor în timp ce se descompun. Acești izotopi sunt numiți radioactivi.

    Lucruri de care ai nevoie

    • Cartea de referință chimie
    • calculator
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit