Suhteellinen massa on tärkeä käsite kemiassa. Se on olemassa yksinkertaistamaan atomin tai molekyylin massan laskemisprosessia. Absoluuttisissa yksiköissä protonien ja neutronien massa on luokkaa 10−27 kilogramma, joka on miljardin miljardin miljardin kilogramman kilogramma, ja elektronien massa on vielä pienempi, noin 10−30 kiloa, noin tuhat kertaa vähemmän kuin protoni tai neutroni. Tätä olisi vaikea käsitellä käytännön tilanteissa, joten tutkijat määrittelevät hiiliatomin suhteellisen atomimassaan 12 ja selvittävät kaiken muun tämän perusteella.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Etsi minkä tahansa atomin suhteellinen massa lisäämällä protonien määrä neutronien määrään. Vedyn suhteellinen atomimassa on 1 ja hiili-12: n suhteellinen atomimassa on 12.
Saman elementin isotoopeilla on erilainen määrä neutroneja, joten sinun on laskettava yksi tietty isotooppi. Jaksollisissa taulukoissa suhteellinen atomimassa näkyy elementin alimpana numerona, mutta siinä otetaan huomioon kaikki isotoopit.
Etsi suhteelliset molekyylimassat laskemalla yhteen kunkin elementin osuus. Käytä kemiallista kaavaa saadaksesi selville, kuinka monta kutakin atomia sisältyy, kertomalla niiden suhteelliset atomimassat kunkin läsnä olevan atomin määrällä ja lisäämällä ne kaikki saadaksesi tuloksen.
Mikä on suhteellinen massa?
Suhteellinen massa on atomin tai molekyylin massa suhteessa 1/12 hiili-12-atomin massaan. Tämän järjestelmän mukaan neutraalin vetyatomin massa on 1. Voit ajatella tämän laskevan jokaisen protonin tai neutronin yhdeksi ja jättävän huomiotta elektronimassat, koska ne ovat niin pieniä verrattuna. Joten suhteellisen atomimassan kaava on yksinkertaisesti:
Suhteellinen atomimassa = protonien lukumäärä + neutronien lukumäärä
Koska tutkijat asettavat hiili-12-atomin "standardiatomiksi", tekninen määritelmä on:
Suhteellinen atomimassa = atomin massa ÷ (1/12 hiili-12-atomin massasta)
Elementin suhteellinen atomimassa
Elementit ovat isossa räjähdyksessä tai tähdissä syntyneitä rakennuspalikoita, ja ne ovat edustettuina jaksollisessa taulukossa. Suhteellinen atomimassa on jaksollisen taulukon alin luku (ylempi luku on atominumero, joka laskee protonien määrän). Voit lukea tämän numeron suoraan yksinkertaistetuista jaksollisista taulukoista useille elementeille.
Teknisesti tarkat jaksolliset taulukot kertovat kuitenkin erilaisten isotooppien olemassaolosta, ja niiden luetteloimat suhteelliset atomimassat eivät ole kokonaislukuja. Isotoopit ovat saman elementin versioita, joissa on erilainen määrä neutroneja.
Voit aina löytää elementin suhteellisen massan lisäämällä protonien määrän neutronien määrään tarkasteltavan elementin tietylle isotoopille. Esimerkiksi hiili-12-atomissa on 6 protonia ja 6 neutronia, joten suhteellinen atomimassa on 12. Huomaa, että kun atomin isotooppi on määritelty, luku elementin nimen jälkeen on suhteellinen atomimassa. Joten uraani-238: n suhteellinen massa on 238.
Jaksolliset taulukot ja isotoopit
Jaksollisen taulukon suhteelliset atomimassat sisältävät osuuden eri isotoopeista ottamalla painotettu keskiarvo eri isotooppien massoista niiden runsauden perusteella. Esimerkiksi kloorilla on kaksi isotooppia: kloori-35 ja kloori-37. Kolme neljäsosaa luonnossa esiintyvästä kloorista on kloori-35 ja loput neljännes on kloori-37. Jaksollisen järjestelmän suhteellisille massaille käytetty kaava on:
Suhteellinen atomimassa = (isotooppi 1 massa × isotooppi 1 runsaus + isotooppi 2 massa × isotooppi 2 runsaus +…) ÷ 100
Joten kloorille tämä on:
Suhteellinen atomimassa = (35 × 75 + 37 × 25) ÷ 100
= (2,625 + 925) ÷ 100 = 35.5
Kloorille jaksollisen taulukon suhteellinen atomimassa osoittaa 35,5 tämän laskelman mukaisesti.
Suhteellinen molekyylimassa
Lisää molekyylin suhteellinen massa vain lisäämällä osatekijöiden suhteelliset massat. Tämä on helppo tehdä, jos tiedät kyseisten elementtien suhteelliset atomimassat. Esimerkiksi vedellä on kemiallinen kaava H2O, joten on kaksi vetyatomia ja yksi happiatomi.
Laske suhteellinen molekyylimassa kertomalla kunkin atomin suhteellinen atomimassa massan näiden atomien määrällä ja lisäämällä sitten tulokset yhteen. Tämä näyttää tältä:
Suhteellinen molekyylimassa = (elementin 1 atomien lukumäärä × elementin 1 suhteellinen paino) + (elementin 2 atomien määrä × elementin 2 suhteellinen paino) +…
H: lle2O, elementti 1 on vety, jonka suhteellinen atomimassa on 1, ja elementti 2 on happi, jonka suhteellinen atomimassa on 16, joten:
Suhteellinen molekyylimassa = (2 × 1) + (1 × 16) = 2 + 16 = 18
H: lle2NIIN4, elementti 1 on vety (H), elementti 2 on rikki (S suhteellisen massan ollessa 32) ja elementti 3 on happi (O), joten sama laskelma antaa:
H: n suhteellinen molekyylimassa2NIIN4 = (H: n atomien lukumäärä × H: n suhteellinen massa) + (S: n atomien lukumäärä × S: n suhteellinen massa) + (O: n atomien lukumäärä × O: n suhteellinen massa)
= (2 × 1) + (1 × 32) + (4 × 16)
= 2 + 32 + 64 = 98
Voit käyttää samaa lähestymistapaa mihin tahansa molekyyliin.