平均質量の計算方法

データを扱うことができる新進の科学者として実行しなければならない一般的なタスクの1つは、平均の概念を理解することです。 多くの場合、質量など、調査している単一の特性に応じて異なる類似のオブジェクトのサンプルに遭遇します。

原子など、直接計量できないオブジェクトのグループの平均質量を計算する必要がある場合もあります。

自然界に存在する92個の原子のほとんどは、同位体と呼ばれる2つ以上のわずかに異なる形で存在します。 同じ元素の同位体は、原子核に含まれる中性子の数だけが異なります。

これらの原則をすべて一緒に適用して、さまざまな同位体の既知のプールから抽出された選択された原子の平均質量を算出すると便利な場合があります。

原子は、その要素のすべてのプロパティで構成される要素の最小の個々の単位です。 原子は、陽子と中性子を含む原子核で構成されており、ほとんど質量のない電子によって軌道を回っています。

陽子と中性子の重さはほぼ同じです。 各陽子には、大きさが等しく、符号が電子の電荷と反対の正の電荷（負）が含まれていますが、中性子には正味の電荷がありません。

原子は主に、原子内の陽子の数である原子番号によって特徴付けられます。 電子を加算または減算すると、イオンと呼​​ばれる荷電原子が作成され、中性子の数を変更すると、問題の原子、つまり元素の同位体が作成されます。

原子の質量数は、陽子と中性子の数です。 たとえば、クロム（Cr）には24個の陽子があり（したがって、元素をクロムと定義します）、最も安定した形、つまり自然界で最も頻繁に現れる同位体には28個の中性子があります。 したがって、その質量数は52です。

元素の同位体は、書き出すときの質量数で指定されます。 したがって、6つの陽子と6つの中性子を持つ炭素の同位体は炭素12ですが、1つの追加の中性子を持つより重い同位体は炭素13です。

ほとんどの元素は同位体の混合物として発生し、「人気」の点で1つが他の元素よりも大幅に優勢です。 たとえば、天然に存在する酸素の99.76パーセントは酸素16です。 ただし、塩素や銅などの一部の元素は、同位体の分布が広くなっています。

数学的平均は、サンプル内の個々の結果すべての合計をサンプル内のアイテムの総数で割ったものです。 たとえば、3、4、5、2、5のクイズスコアを達成した5人の生徒がいるクラスでは、クイズのクラス平均は次のようになります。

平均質量方程式はさまざまな方法で記述できます。場合によっては、標準偏差など、平均に関連する特徴を知る必要があります。 今のところ、基本的な定義に焦点を当ててください。

自然界で発生する特定の元素の各同位体の相対的な割合を知ることで、原子質量それは平均であるため、1つの原子の質量ではなく、存在する最も重い同位体と最も軽い同位体の間にある数です。

すべての同位体が同じ量で存在する場合は、各種類の同位体の質量を合計し、存在するさまざまな種類の同位体の数（通常は2つまたは3つ）で割ることができます。

原子質量単位（amu）で表される平均原子質量は、常に質量数に似ていますが、整数ではありません。

塩素35の原子量は34.969amuで、地球上の塩素の75.77％を占めています。

塩素37の原子質量は36.966amuで、存在比は24.23％です。

塩素の平均原子量を計算するには、元素の周期表の情報を使用して（「参考文献」を参照）、（加重）平均を見つけますが、パーセントを小数に変更します。