Relativ masse er et vigtigt begreb inden for kemi. Det eksisterer for at forenkle processen med at udarbejde massen af et atom eller molekyle. I absolutte enheder har protoner og neutroner masser i størrelsesordenen 10−27 kilogram, hvilket er en milliarddel af en milliarddel af en milliarddel af et kilogram, og elektroner har endnu mindre masse på ca.−30 kilogram, cirka tusind gange mindre end en proton eller neutron. Dette ville være vanskeligt at håndtere i praktiske situationer, så forskere definerer den relative atommasse af et kulstofatom som 12 og arbejder alt andet ud på det grundlag.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Find den relative masse af ethvert atom ved at tilføje antallet af protoner til antallet af neutroner. Brint har en relativ atommasse på 1, og kulstof-12 har en relativ atommasse på 12.
Isotoper af det samme element har forskellige antal neutroner, så du skal beregne for en bestemt isotop. Periodiske tabeller viser den relative atommasse som det nederste tal for et element, men dette tager højde for eventuelle isotoper.
Find relative molekylære masser ved at tilføje bidragene fra hvert element. Brug den kemiske formel til at finde ud af, hvor mange af hvert atom der er inkluderet, gang deres relative atommasser med antallet af atomer for hver gave, og læg dem derefter sammen for at finde resultatet.
Hvad er den relative masse?
Relativ masse er massen af et atom eller molekyle i forhold til 1/12 af et carbon-12-atom. Under denne ordning har et neutralt hydrogenatom en masse på 1. Du kan tænke på dette som at tælle hver proton eller neutron som 1 og ignorere masserne af elektroner, fordi de er så små i sammenligning. Så formlen for relativ atommasse er simpelthen:
Relativ atommasse = antal protoner + antal neutroner
Da forskere imidlertid sætter et carbon-12-atom som ”standardatom”, er den tekniske definition:
Relativ atommasse = atomets masse ÷ (1/12 af massen af et carbon-12-atom)
Den relative atommasse af et element
Elementer er de grundlæggende byggestenatomer, der er oprettet i big bang eller i stjerner, og de er repræsenteret i det periodiske system. Den relative atommasse er det laveste tal i det periodiske system (det øverste tal er det atomnummer, der tæller antallet af protoner). Du kan læse dette nummer direkte fra forenklede periodiske tabeller for mange elementer.
Imidlertid tegner teknisk nøjagtige periodiske tabeller for eksistensen af forskellige isotoper, og de relative atommasser, de opregner, er ikke heltal. Isotoper er versioner af det samme element med forskellige antal neutroner.
Du kan altid finde den relative masse af et element ved at tilføje antallet af protoner til antallet af neutroner for den specifikke isotop af det element, du overvejer. For eksempel har et carbon-12-atom 6 protoner og 6 neutroner, og det har også en relativ atommasse på 12. Bemærk, at når en isotop af et atom er specificeret, er tallet efter navnet på elementet den relative atommasse. Så uran-238 har en relativ masse på 238.
Det periodiske system og isotoper
De relative atommasser i det periodiske system inkluderer bidrag fra forskellige isotoper ved at tage et vægtet gennemsnit af de forskellige isotoper masser baseret på deres overflod. Klor har for eksempel to isotoper: chlor-35 og chlor-37. Tre fjerdedele af det chlor, der findes i naturen, er chlor-35, og det resterende kvarter er chlor-37. Formlen, der anvendes til de relative masser i det periodiske system, er:
Relativ atommasse = (isotop 1 masse × isotop 1 overflod + isotop 2 masse × isotop 2 overflod +…) ÷ 100
Så for klor er dette:
Relativ atommasse = (35 × 75 + 37 × 25) ÷ 100
= (2,625 + 925) ÷ 100 = 35.5
For klor viser den relative atommasse i det periodiske system 35,5 i tråd med denne beregning.
Relativ molekylær masse
Du skal blot tilføje de relative masser af bestanddelene for at finde den relative masse af et molekyle. Dette er let at gøre, hvis du kender de relative atommasser af de pågældende grundstoffer. For eksempel har vand den kemiske formel H2O, så der er to hydrogenatomer og et oxygenatom.
Beregn den relative molekylære masse ved at multiplicere den relative atommasse for hvert atom med antallet af disse atomer i molekylet og derefter tilføje resultaterne sammen. Dette ser sådan ud:
Relativ molekylmasse = (antal atomer af element 1 × relativ masse af element 1) + (antal atomer af element 2 × relativ masse af element 2) + ...
For H2O, element 1 er hydrogen med relativ atommasse på 1, og element 2 er ilt med en relativ atommasse på 16, så:
Relativ molekylvægt = (2 × 1) + (1 × 16) = 2 + 16 = 18
For H2SÅ4, element 1 er hydrogen (H), element 2 er svovl (S med relativ masse = 32), og element 3 er oxygen (O), så den samme beregning giver:
Relativ molekylvægt af H2SÅ4 = (antal atomer af H × relativ masse af H) + (antal atomer af S × relativ masse af S) + (antal atomer af O × relativ masse af O)
= (2 × 1) + (1 × 32) + (4 × 16)
= 2 + 32 + 64 = 98
Du kan bruge den samme tilgang til ethvert molekyle.