Ketika Anda mencari massa atom suatu unsur, katakanlah karbon, Anda pergi ke tabel periodik dan melihat di bawah simbol unsur. Nilai ini sebenarnya adalah massa atom rata-rata dari unsur tersebut. Tapi, rata-rata dari apa?
Sebagian besar unsur alami memiliki lebih dari satu isotop. Isotop suatu unsur memiliki massa yang berbeda karena mengandung jumlah neutron yang berbeda. Saat mengukur massa atom, para ilmuwan memutuskan untuk menggunakan rata-rata massa campuran isotop alami.
Menghitung Massa Atom Rata-Rata
Lihatlah karbon: Kelimpahan alami karbon-12 dan karbon-13 masing-masing adalah 98,90 persen dan 1,10 persen. Massa atom karbon-12 adalah 12.00000 sma (satuan massa atom) sedangkan massa atom karbon-13 adalah 13,00335 sma.
Untuk menghitung massa atom rata-rata, persentase kelimpahan harus terlebih dahulu dikonversi ke desimal. Artinya bila dijumlahkan, maka kelimpahannya harus sama dengan satu. Untuk mengubah persen kelimpahan menjadi desimal, bagi dengan 100.
Kelimpahan pecahan karbon-12 adalah 0,9890, dan kelimpahan pecahan karbon-13 adalah 0,0110.
Selanjutnya, Anda mengalikan kelimpahan pecahan dengan massa dan menjumlahkannya.
Begitu,
Massa atom rata-rata karbon adalah 12,01 sma ini. Ini adalah jumlah yang dilaporkan pada tabel periodik. Masuk akal bahwa massa atom rata-rata mendekati 12 karena kelimpahan fraksional karbon-12 jauh lebih banyak daripada karbon-13.
Rumus Massa Atom Rata-Rata
Proses di atas dapat digeneralisasikan dengan rumus sebagai berikut:
Sini, saya adalah massa isotop tertentu, dan f adalah kelimpahan pecahan. Selama semua nilai f tambahkan hingga satu, Anda siap melakukannya. Ini adalah pemeriksaan yang baik untuk memastikan Anda melakukan matematika dengan benar.
Lihatlah contoh penghitungan massa atom rata-rata magnesium ini. Tabel di bawah ini berisi informasi tentang isotop, massa dan kelimpahan.
| Isotop | Massa | Kelimpahan |
|---|---|---|
24Mg |
23.98504 |
78.99% |
25Mg |
24.98583 |
10.00% |
26Mg |
25.98259 |
11.01% |
Anda dapat menggunakan rumus di atas untuk mencari massa atom rata-rata.
Mulailah dengan mengubah persentase menjadi kelimpahan pecahan dengan membagi setiap angka dengan 100. Setelah melakukan ini tabel terlihat sebagai berikut:
| Isotop | Massa | Kelimpahan pecahan |
|---|---|---|
24Mg |
23.98504 |
0.7899 |
25Mg |
24.98583 |
0.1000 |
26Mg |
25.98259 |
0.1101 |
Untuk memastikan bahwa Anda telah mengerjakan matematika dengan benar dan bahwa nilai yang Anda miliki benar, adalah ide yang baik untuk memastikan bahwa semua kelimpahan pecahan berjumlah satu.
Bagus, itu menambahkan hingga satu. Anda dapat melanjutkan dengan perhitungan.
Selanjutnya, Anda dapat memasukkan massa dan kelimpahan fraksional yang sesuai ke dalam persamaan yang dijelaskan di atas:
Menempatkan nilai dari tabel menghasilkan:
Bersama-sama ini berarti bahwa massa atom rata-rata Mg adalah:
Sangat penting untuk dicatat bahwa meskipun massa atom rata-rata magnesium adalah 24,31 sma, dan massa atom rata-rata karbon adalah 12,01 sma, ini bukan massa atom individu mana pun. Misalnya, jika Anda akan mengambil atom karbon individu (berpura-pura itu mungkin!) maka itu akan menjadi 12.00 amu atau 13.000335 amu. Itu akan tidak jam 12.01.
Dengan cara yang sama ketika Anda mengambil atom magnesium individu, itu akan menjadi 23,98504 sma, 24,98583 sma atau 25,98259 sma. Massa atom rata-rata hanyalah cara bagi para ilmuwan untuk menjelaskan isotop stabil suatu unsur yang ada di bumi. Itu tidak menunjukkan massa atom individu kecuali elemen itu hanya memiliki satu isotop stabil.