ერთ-ერთი საერთო ამოცანა, რომლის შესრულებაც მოგიწევთ, როგორც ახალბედა მეცნიერმა, რომელსაც შეუძლია მონაცემებთან მუშაობა, არის საშუალო კონცეფციის გაგება. ხშირად წააწყდებით მსგავსი ობიექტების ნიმუშს, რომლებიც განსხვავდება თქვენი მიერ შესწავლილი ერთი მახასიათებლის მიხედვით, მაგალითად, მასისა.
თქვენ შეიძლება მოგიწიოთ იმ ობიექტების ჯგუფის საშუალო მასის გამოანგარიშება, რომლის წონაც პირდაპირ არ შეგიძლიათ, მაგალითად, ატომები.
ბუნებაში მომხდარი 92 ატომიდან უმეტესობა ორი ან მეტი ოდნავ განსხვავებული ფორმით გვხვდება, რომლებსაც იზოტოპები ეწოდება. ერთი და იგივე ელემენტის იზოტოპები ერთმანეთისგან განსხვავდება მხოლოდ მათ ბირთვებში ნეიტრონების რაოდენობით.
შეიძლება სასარგებლო იყოს ყველა ამ პრინციპის ერთად გამოყენება, რათა შეიქმნას ატომების შერჩევის საშუალო მასა, რომელიც სხვადასხვა იზოტოპების ცნობილი აუზიდან არის გამოყვანილი.
რა არის ატომები?
ატომები არის ელემენტის ყველაზე მცირე ინდივიდუალური ერთეული, რომელიც შედგება ამ ელემენტის ყველა თვისებისაგან. ატომები შედგება ბირთვისგან, რომელიც შეიცავს პროტონებსა და ნეიტრონებს, რომელთა გარშემო ორბიტაზე დგას თითქმის უსულო ელექტრონები.
პროტონისა და ნეიტრონის წონა დაახლოებით იგივეა, რაც ერთმანეთი. თითოეული პროტონი შეიცავს დადებით ელექტრულ მუხტს, რომელიც სიდიდის ტოლია და ნიშნის საწინააღმდეგოა ელექტრონისა (უარყოფითი), ხოლო ნეიტრონებს არ აქვთ წმინდა მუხტი.
ატომებს ახასიათებთ, უპირველეს ყოვლისა, მათი ატომური რიცხვი, რაც მხოლოდ ატომში პროტონის რაოდენობაა. ელექტრონების დამატება ან გამოკლება ქმნის დამუხტულ ატომს, რომელსაც უწოდებენ იონს, ხოლო ნეიტრონების რაოდენობის შეცვლით წარმოიქმნება ატომის იზოტოპი და, ამრიგად, კითხვის ნიშნის ქვეშ მყოფი ელემენტი.
იზოტოპები და მასის ნომერი
ატომის მასობრივი რიცხვი არის პროტონების პლუს ნეიტრონების რაოდენობა. მაგალითად, ქრომს (Cr) აქვს 24 პროტონი (ამგვარად, ელემენტს განსაზღვრავს როგორც ქრომი) და მისი ყველაზე სტაბილური ფორმაა - ეს არის იზოტოპი, რომელიც ბუნებაში ყველაზე ხშირად ჩნდება - მას აქვს 28 ნეიტრონი. მისი მასის რიცხვი 52-ია.
ელემენტის იზოტოპები განისაზღვრება მათი მასის რიცხვის მიხედვით, როდესაც იწერება. ასე რომ, ნახშირბადის იზოტოპი 6 პროტონისა და 6 ნეიტრონის მქონე ნახშირბადია -12, ხოლო უფრო მძიმე იზოტოპი ერთი დამატებითი ნეიტრონით არის ნახშირბადი -13.
ელემენტების უმეტესობა იზოტოპების ნარევის სახით გვხვდება, რომელთაგან ერთი მნიშვნელოვნად ჭარბობს სხვებს "პოპულარობის" თვალსაზრისით. მაგალითად, ბუნებრივი ჟანგბადის 99,76 პროცენტი არის ჟანგბადი -16. ზოგი ელემენტი, როგორიცაა ქლორი და სპილენძი, გვიჩვენებს იზოტოპების უფრო ფართო განაწილებას.
საშუალო მასის ფორმულა
მათემატიკური საშუალო არის უბრალოდ ინდივიდუალური შედეგების ჯამი, რომელიც იყოფა ნიმუშის ერთეულების საერთო რაოდენობაზე. მაგალითად, კლასში, რომელშიც ხუთი მოსწავლეა, რომლებმაც მიიღეს ვიქტორინის ქულები 3, 4, 5, 2 და 5, კლასის საშუალო ვიქტორინაზე იქნება
\ frac {3 + 4 + 5 + 2 + 5} {5} = 3.8
საშუალო მასის განტოლება მრავალი გზით შეიძლება დაიწეროს და ზოგიერთ შემთხვევაში თქვენ უნდა იცოდეთ საშუალო თვისებები, როგორიცაა სტანდარტული გადახრა. ახლა მხოლოდ ფოკუსირება გააკეთეთ ძირითად განსაზღვრებაზე.
შეწონილი საშუალო და იზოტოპები
ბუნებაში მომხდარი კონკრეტული ელემენტის თითოეული იზოტოპის ფარდობითი ფრაქციის ცოდნა საშუალებას გაძლევთ გამოთვალოთატომური მასაიმ ელემენტისა, რომელიც, რადგან ეს საშუალოა, არ არის ერთი ატომის მასა, არამედ რიცხვი, რომელიც იმყოფება ყველაზე მძიმე და მსუბუქ იზოტოპებს შორის.
თუ ყველა იზოტოპი ერთნაირი რაოდენობით იყო, შეგიძლიათ უბრალოდ დაამატოთ თითოეული სახის იზოტოპის მასა და გაყოთ სხვადასხვა არსებული იზოტოპების რაოდენობაზე (ჩვეულებრივ ორი ან სამი).
საშუალო ატომური მასა, მოცემული ატომური მასის ერთეულებში (amu), ყოველთვის მსგავსია მასის რიცხვის, მაგრამ ეს არ არის მთელი რიცხვი.
საშუალო ატომური მასა: მაგალითი
ქლორ -35-ს ატომური მასა 34,9969 amu- ს შეადგენს და დედამიწაზე ქლორის 75,77% -ს შეადგენს.
ქლორ -37-ს ატომური მასა 36,966 amu და პროცენტული სიჭარბე 24,23%.
ქლორის საშუალო ატომური მასის გამოსათვლელად გამოიყენეთ ელემენტის პერიოდულ ცხრილში მოცემული ინფორმაცია (იხ. რესურსები), რომ იპოვოთ (შეწონილი) საშუალო, მაგრამ პროცენტები შეცვალოთ ათწილადებით:
(34.969 \ ჯერ 0.7577) + (36.966 \ ჯერ 0.2423) = 35.45 \ ტექსტი {amu}