탄소와 같은 원소의 원자 질량을 찾을 때 주기율표로 가서 원소 기호 아래를 봅니다. 이 값은 실제로 원소의 평균 원자 질량입니다. 그러나 평균 무엇입니까?
대부분의 자연 발생 원소는 하나 이상의 동위 원소를 가지고 있습니다. 동위 원소 원소의 질량은 서로 다른 중성자를 포함하고 있기 때문입니다. 원자 질량을 측정 할 때 과학자들은 평균 자연적으로 발생하는 동위 원소 혼합물의 질량.
평균 원자 질량 계산
탄소를보세요: 탄소 -12와 탄소 -13의 자연적 풍부도는 각각 98.90 %와 1.10 %입니다. 탄소 -12의 원자 질량은 12.00000 amu (원자 질량 단위)이고 탄소 -13의 원자 질량은 13.00335 amu입니다.
평균 원자 질량을 계산하려면 먼저 존재 비율을 소수로 변환해야합니다. 이는 함께 더할 때 풍부도가 1과 같아야 함을 의미합니다. 존재 비율을 소수로 변환하려면 100으로 나눕니다.
탄소 -12의 부분적 풍부도는 0.9890이고 탄소 -13의 부분적 풍부도는 0.0110입니다.
다음으로, 풍부도에 질량을 곱하고 함께 더합니다.
그래서,
탄소의 평균 원자 질량은이 12.01 amu입니다. 이것은 주기율표에보고 된 숫자입니다. 탄소 -12의 부분적 풍부도가 탄소 -13보다 훨씬 많기 때문에 평균 원자 질량은 12에 가깝다는 것이 이치에 맞습니다.
평균 원자 질량 공식
위의 프로세스는 다음 공식으로 일반화 할 수 있습니다.
여기, 미디엄 특정 동위 원소의 질량이고 에프 부분적 풍부함입니다. 모든 값이 에프 하나를 더하면 갈 수 있습니다. 이것은 수학을 올바르게 수행하고 있는지 확인하는 좋은 검사입니다.
마그네슘의 평균 원자 질량을 계산하는이 예를 살펴보십시오. 아래 표에는 동위 원소, 질량 및 존재비에 대한 정보가 포함되어 있습니다.
| 동위 원소 | 질량 | 풍부 |
|---|---|---|
24Mg |
23.98504 |
78.99% |
25Mg |
24.98583 |
10.00% |
26Mg |
25.98259 |
11.01% |
위의 공식을 사용하여 평균 원자 질량을 찾을 수 있습니다.
각 숫자를 100으로 나누어 백분율을 분수 풍부 도로 변환하여 시작하십시오. 이렇게하면 표는 다음과 같습니다.
| 동위 원소 | 질량 | 분수 풍부 |
|---|---|---|
24Mg |
23.98504 |
0.7899 |
25Mg |
24.98583 |
0.1000 |
26Mg |
25.98259 |
0.1101 |
수학을 올바르게 수행하고 값이 올바른지 확인하려면 모든 분수 풍부도의 합이 1이되도록하는 것이 좋습니다.
좋아요, 하나를 더합니다. 계산을 계속할 수 있습니다.
다음으로, 위에서 설명한 방정식에 질량과 해당 부분 풍부도를 연결할 수 있습니다.
테이블의 값을 입력하면 다음이 생성됩니다.
이것은 Mg의 평균 원자 질량이 다음과 같음을 의미합니다.
마그네슘의 평균 원자 질량은 24.31 amu이고 탄소의 평균 원자 질량은 12.01 amu이지만 이것은 개별 원자의 질량이 아니라는 점에 유의하는 것이 매우 중요합니다. 예를 들어, 만약 당신이 개별 탄소 원자 (가능한 척하십시오!) 그러면 12.00 amu 또는 13.000335 amu가됩니다. 그것은 것 아니 12.01 amu이어야합니다.
동일한 방식으로 개별 마그네슘 원자를 선택하면 23.98504 amu, 24.98583 amu 또는 25.98259 amu가됩니다. 평균 원자 질량은 과학자들이 지구상에 존재하는 원소의 안정된 동위 원소를 설명하는 단순한 방법입니다. 원소가 하나의 안정한 동위 원소만을 가지지 않는 한 개별 원자의 질량을 나타내지 않습니다.