ნახულობენ ნახშირბადს, ელემენტის ატომურ მასას რომ ეძებთ, პერიოდული ცხრილისკენ მიდიხართ და ელემენტის სიმბოლოს ქვეშ იხედებით. ეს მნიშვნელობა სინამდვილეში არის ელემენტის საშუალო ატომური მასა. მაგრამ, საშუალოდ რა?
ბუნებაში არსებულ უმეტეს ელემენტებს ერთზე მეტი იზოტოპი აქვთ. იზოტოპები ელემენტს აქვს სხვადასხვა მასა, რადგან ისინი შეიცავს სხვადასხვა რაოდენობის ნეიტრონებს. ატომური მასის გაზომვისას, მეცნიერები წყვეტენ ა საშუალო ბუნებრივი იზოტოპების ნარევის მასა.
საშუალო ატომური მასის გამოთვლა
გადახედეთ ნახშირბადს: ნახშირბადოვ-12 და ნახშირბადი -13 ბუნებრივი სიმრავლეა 98,90 პროცენტი და 1,10 პროცენტი შესაბამისად. ნახშირბადის -12 ატომური მასა არის 12.00000 amu (ატომური მასის ერთეული), ხოლო ნახშირბადის -13 ატომური მასა 13.00335 amu.
საშუალო ატომური მასის გამოსათვლელად, პროცენტული სიმრავლე ჯერ ათწილადებად უნდა იქცეს. ნიშნავს, რომ როდესაც ერთად დავამატებთ, სიმრავლე უნდა იყოს ერთი. პროცენტული სიჭარბის ათწილადად გადასაყვანად გაყოფა 100-ზე.
ნახშირბადის -12 ფრაქციული სიმრავლეა 0.9890, ხოლო ნახშირბად -13-ის ფრაქციული სიმრავლეა 0,0110.
შემდეგ, თქვენ მრავლდებით ფრაქციულ სიმრავლეს მასაზე და დაამატებთ მათ ერთად.
Ისე,
ნახშირბადის საშუალო ატომური მასა არის ეს 12.01 amu. ეს არის რიცხვი, რომელიც პერიოდულ ცხრილშია მოხსენიებული. ლოგიკურია, რომ საშუალო ატომური მასა 12-ს უახლოვდება, რადგან ნახშირბადი -12 – ის ფრაქციული სიმრავლე ბევრად მეტია ვიდრე ნახშირბად –13 – ს.
საშუალო ატომური მასის ფორმულა
ზემოთ მოცემული პროცესის განზოგადება შესაძლებელია შემდეგი ფორმულით:
Აქ, მ არის კონკრეტული იზოტოპის მასა და ვ ფრაქციული სიმრავლეა. სანამ ყველა მნიშვნელობა ვ დაამატე ერთი, შენ კარგი ხარ წასასვლელი. ეს კარგი შემოწმებაა, რათა დარწმუნდეთ, რომ მათემატიკას სწორად აკეთებთ.
გადახედეთ მაგნიუმის საშუალო ატომური მასის გამოთვლის ამ მაგალითს. ქვემოთ მოცემულ ცხრილში მოცემულია ინფორმაცია იზოტოპის, მასისა და სიმრავლის შესახებ.
| იზოტოპი | მასა | სიმრავლე |
|---|---|---|
24მგ |
23.98504 |
78.99% |
25მგ |
24.98583 |
10.00% |
26მგ |
25.98259 |
11.01% |
შეგიძლიათ გამოიყენოთ ზემოთ მოცემული ფორმულა საშუალო ატომური მასის დასადგენად.
დაიწყეთ პროცენტული მაჩვენებლების ფრაქციულ სიმრავლედ გარდაქმნით თითოეული რიცხვის 100-ზე გაყოფით. ამის გაკეთების შემდეგ ცხრილი შემდეგნაირად გამოიყურება:
| იზოტოპი | მასა | ფრაქციული სიმრავლე |
|---|---|---|
24მგ |
23.98504 |
0.7899 |
25მგ |
24.98583 |
0.1000 |
26მგ |
25.98259 |
0.1101 |
იმისათვის, რომ დარწმუნდეთ, რომ მათემატიკა სწორად გაქვთ შესრულებული და თქვენი მნიშვნელობები სწორია, კარგი იდეაა დარწმუნდეთ, რომ ყველა ფრაქციული სიმრავლე ერთს მიემატება.
კარგი, ის ერთს მატებს. შეგიძლიათ გააგრძელოთ გაანგარიშება.
შემდეგ, თქვენ შეგიძლიათ მიერთოთ მასა და შესაბამისი ფრაქციული სიმრავლე ზემოთ აღწერილ განტოლებაში:
ცხრილიდან მნიშვნელობების დადება იძლევა:
ერთად ეს ნიშნავს, რომ მგ – ის საშუალო ატომური მასა არის:
ძალზე მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ მაგნიუმის საშუალო ატომური მასა 24,31 amu, ხოლო ნახშირბადის საშუალო ატომური მასა 12,01 amu, ეს არ არის ინდივიდუალური ატომის მასა. მაგალითად, თუ თქვენ აიღებდით ნახშირბადის ინდივიდუალური ატომი (წარმოიდგინეთ, რომ ეს შესაძლებელია!) მაშინ ეს იქნებოდა 12.00 amu ან 13.000335 amu. Ეს იქნებოდა არა იყოს 12.01 amu.
ისევე, როგორც მაგნიუმის ინდივიდუალურ ატომს აიღებთ, ეს იქნება 23.98504 amu, 24.98583 amu ან 25.98259 amu. საშუალო ატომური მასა უბრალოდ საშუალებაა მეცნიერებმა აღრიცხონ დედამიწაზე არსებული ელემენტის სტაბილური იზოტოპები. იგი არ აღნიშნავს ინდივიდუალური ატომის მასას, თუ ამ ელემენტს მხოლოდ ერთი სტაბილური იზოტოპი არ აქვს.