औसत द्रव्यमान की गणना कैसे करें

एक नवोदित वैज्ञानिक के रूप में आपको एक सामान्य कार्य करना होगा जो डेटा के साथ काम करने में सक्षम है, वह है औसत की अवधारणा को समझना। अक्सर, आप समान वस्तुओं के नमूने का सामना करेंगे जो आपके द्वारा अध्ययन की जा रही एक विशेषता के अनुसार भिन्न होते हैं, जैसे कि द्रव्यमान।

आपको उन वस्तुओं के समूह के औसत द्रव्यमान की गणना भी करनी पड़ सकती है जिन्हें आप सीधे नहीं तौल सकते हैं, जैसे कि परमाणु।

प्रकृति में पाए जाने वाले 92 परमाणुओं में से अधिकांश दो या दो से अधिक अलग-अलग रूपों में आते हैं, जिन्हें आइसोटोप कहा जाता है। एक ही तत्व के समस्थानिक एक दूसरे से केवल उनके नाभिक में निहित न्यूट्रॉन की संख्या में भिन्न होते हैं।

विभिन्न समस्थानिकों के ज्ञात पूल से निकाले गए परमाणुओं के चयन के औसत द्रव्यमान के साथ आने के लिए इन सभी सिद्धांतों को एक साथ लागू करना उपयोगी हो सकता है।

परमाणु किसी तत्व की सबसे छोटी व्यक्तिगत इकाई है जिसमें उस तत्व के सभी गुण होते हैं। परमाणुओं में एक नाभिक होता है जिसमें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं जो लगभग द्रव्यमान रहित इलेक्ट्रॉनों द्वारा परिक्रमा करते हैं।

प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का वजन लगभग एक दूसरे के बराबर होता है। प्रत्येक प्रोटॉन में एक सकारात्मक विद्युत आवेश होता है जो परिमाण के बराबर और एक इलेक्ट्रॉन (ऋणात्मक) के संकेत के विपरीत होता है, जबकि न्यूट्रॉन में कोई शुद्ध आवेश नहीं होता है।

परमाणुओं की विशेषता मुख्य रूप से उनके परमाणु क्रमांक से होती है, जो कि परमाणु में केवल प्रोटॉन की संख्या है। इलेक्ट्रॉनों को जोड़ने या घटाने से आयन नामक एक आवेशित परमाणु बनता है, जबकि न्यूट्रॉन की संख्या बदलने से परमाणु का एक समस्थानिक बनता है, और इस प्रकार तत्व, प्रश्न में।

किसी परमाणु की द्रव्यमान संख्या उसके पास मौजूद प्रोटॉनों और न्यूट्रॉनों की संख्या होती है। उदाहरण के लिए, क्रोमियम (Cr) में 24 प्रोटॉन होते हैं (इस प्रकार तत्व को क्रोमियम के रूप में परिभाषित करते हैं) और अपने सबसे स्थिर रूप में - यानी प्रकृति में सबसे अधिक बार दिखाई देने वाला आइसोटोप - इसमें 28 न्यूट्रॉन होते हैं। इस प्रकार इसकी द्रव्यमान संख्या 52 है।

किसी तत्व के समस्थानिकों को लिखे जाने पर उनकी द्रव्यमान संख्या द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है। इस प्रकार 6 प्रोटॉन और 6 न्यूट्रॉन के साथ कार्बन का समस्थानिक कार्बन-12 है, जबकि एक अतिरिक्त न्यूट्रॉन के साथ भारी समस्थानिक कार्बन-13 है।

अधिकांश तत्व आइसोटोप के मिश्रण के रूप में होते हैं, जिनमें से एक "लोकप्रियता" के मामले में दूसरों पर काफी हावी होता है। उदाहरण के लिए, प्राकृतिक रूप से मिलने वाली ऑक्सीजन का 99.76 प्रतिशत ऑक्सीजन-16 है। हालांकि, कुछ तत्व, जैसे क्लोरीन और तांबा, समस्थानिकों का व्यापक वितरण दिखाते हैं।

एक गणितीय औसत एक नमूने में सभी व्यक्तिगत परिणामों का योग होता है जो एक नमूने में कुल आइटमों की संख्या से विभाजित होता है। उदाहरण के लिए, पांच छात्रों वाली कक्षा में, जिन्होंने ३, ४, ५, २ और ५ के क्विज़ स्कोर प्राप्त किए हैं, क्विज़ पर कक्षा का औसत होगा

औसत द्रव्यमान समीकरण कई तरीकों से लिखा जा सकता है, और कुछ मामलों में आपको औसत से संबंधित विशेषताओं को जानना होगा, जैसे मानक विचलन। अभी के लिए, केवल मूल परिभाषा पर ध्यान दें।

प्रकृति में होने वाले किसी विशेष तत्व के प्रत्येक समस्थानिक के सापेक्ष अंश को जानने से आप की गणना कर सकते हैंपरमाणु भारउस तत्व का, क्योंकि यह एक औसत है, किसी एक परमाणु का द्रव्यमान नहीं है, बल्कि एक संख्या है जो मौजूद सबसे भारी और सबसे हल्के समस्थानिकों के बीच है।

यदि सभी समस्थानिक समान मात्रा में मौजूद थे, तो आप बस प्रत्येक प्रकार के समस्थानिक के द्रव्यमान को जोड़ सकते हैं और विभिन्न प्रकार के समस्थानिकों की संख्या से विभाजित कर सकते हैं (आमतौर पर दो या तीन)।

परमाणु द्रव्यमान इकाइयों (एमु) में दिया गया औसत परमाणु द्रव्यमान हमेशा द्रव्यमान संख्या के समान होता है, लेकिन यह पूर्ण संख्या नहीं है।

क्लोरीन -35 का परमाणु द्रव्यमान 34.969 amu है और पृथ्वी पर क्लोरीन का 75.77% हिस्सा है।

क्लोरीन-३७ का परमाणु द्रव्यमान ३६.९६६ amu और एक प्रतिशत बहुतायत २४.२३% है।

क्लोरीन के औसत परमाणु द्रव्यमान की गणना करने के लिए, तत्व की आवर्त सारणी में जानकारी का उपयोग करें (संसाधन देखें) औसत (भारित) खोजने के लिए लेकिन प्रतिशत को दशमलव में बदलने के लिए: