אטומים ומולקולות בודדים, אבני הבניין של החומר, קטנים מכדי למדוד באמצעות מקרוסקופי מכשירים או יחידות, כך שמדענים מבטאים מסה באמצעות יחידות מסה אטומיות, המקוצרות בדרך כלל ל- amu או ל- AMU. בעולם האמיתי, לעומת זאת, השימוש ביחידות מסה אטומיות לא יהיה מעשי בגלל בזיליון האטומים והמולקולות המרכיבות כמויות מקרוסקופיות. מתוך הכרה בכך, מדענים הגדירו את ה- AMU באופן שיהפוך את ההמרה מכמויות מיקרוסקופיות לכמויות מקרוסקופיות. המסה של אטום או מולקולה ב- AMU שווה למסה של שומה אחת של האטומים או המולקולות בגרמים. גרם אחד הוא אלפית קילוגרם אחת.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
המסה של יסוד או מולקולה ביחידות מסה אטומיות שווה למסה של שומה של אותם חלקיקים בגרמים. חלק את המספר ב -1,000 כדי לקבל את המסה הטוחנת בקילוגרמים.
מהי שומה?
שומה היא מספר גדול מאוד של אטומים או מולקולות. המספר הגדול הזה, המכונה המספר של אבוגדרו, הוא 6.02 × 1023. מספר זה נקבע באמצעות סדרת ניסויים שנערכו במשך תקופה של כ- 100 שנים על ידי חוקרים שונים. שומה היא לעולם המקרוסקופי מהו חלקיק בודד לעולם המיקרוסקופי בהבדל אחד: אתה יכול לשבור שומה לשברים, אך אינך יכול לעשות זאת לחלקיק כגון אטום או מולקולה מבלי לשנות אותו למשהו אַחֵר.
שומה של גז מימן
הכלל הוא שמסת החלקיק ב- AMU שווה למסה של שומה של החלקיקים בגרמים. לדוגמא, המסה האטומית של מולקולת מימן (H2) הוא 2.016 AMU, ולכן שומה של גז מימן שוקלת 2.016 גרם. מכיוון שיש 1,000 גרם בקילוגרם, מסת השומה של גז מימן היא
(2.016 ÷ 1,000) = 0.002016 = 2.016 × 10 ^ {- 3} \ טקסט {קילוגרם}
יכול להיות שיש לך כמות של חלקיקים שאינם מהווים שומה. לדוגמא, מדגם גז המימן שלך עשוי לשקול 2.52 × 10 בלבד-4 ק"ג. אתה יכול להשתמש במסה האטומית של מימן, הנמדדת ב- AMU, כדי לחשב את חלק השומה של הגז במדגם שלך. פשוט חלק את מסת הדגימה שלך, בק"ג, במסה של שומה אחת לק"ג. מאחר ולשומה אחת של גז מימן יש מסה של 2.016 × 10-3 ק"ג, ויש לך 2.25 × 10-4 ק"ג, יש לך רק 1/8 שומה.
מסה טוחנת של תרכובות
כדי לקבוע את מסת התרכובת, אתה סופר את האטומים בתרכובת על ידי התבוננות בנוסחה הכימית שלה. חפש את המסות של כל אחד מהאטומים המהווים את המולקולה בטבלה המחזורית, הוסף את המסות האלה, ויהיה לך את המסה של המולקולה ב- AMU. זוהי גם המסה של שומה אחת של התרכובת בגרמים. אם אתם רוצים את המסה הטוחנת בקילוגרמים, חלקו ב -1,000.
דוגמאות
1. מהי המסה הטוחנת של סידן פחמתי בקילוגרמים?
הנוסחה הכימית של סידן פחמתי ב- CaCO3. מהטבלה המחזורית ניתן לקבוע כי מסת הסידן (Ca) תהיה 40.078 AMU, זו של פחמן (C) להיות 12.011 AMU וזו של חמצן (O) תהיה 15.999 AMU. מכפילים את מסת החמצן ב -3 ומוסיפים אליו את מסות הפחמן והסידן, מקבלים את מסת ה- CaCO3 מולקולה, שהיא 100.086 AMU. משמעות הדבר היא כי לשומה של סידן פחמתי יש מסה של 100.086 גרם, כלומר:
(100.086 ÷ 1,000) = 0.100086 \ טקסט {קילוגרם}
2. כמה שומות יש בדגימת אלומיניום במשקל 5 קילוגרם?
המשקל האטומי של אלומיניום (Al) הוא 26.982 AMU, ולכן שומה של המתכת שוקלת 26.982 גרם או 0.026982 קילוגרם. דגימה במשקל 5 קילוגרם מכילה
(5 ÷ 0.026982) = 185.31 \ טקסט {שומות}