Kā atrast vidējo atomu masu

Uzmeklējot elementa atomu masu, teiksim, ogleklis, jūs dodaties uz periodisko tabulu un skatāties zem elementa simbola. Šī vērtība faktiski ir elementa vidējā atoma masa. Bet, vidēji par ko?

Lielākajai daļai dabiski sastopamo elementu ir vairāki izotopi. Izotopi elementam ir atšķirīga masa, jo tajā ir atšķirīgs neitronu skaits. Mērot atomu masu, zinātnieki izlemj izmantot vidēji dabiski sastopamā izotopu maisījuma masa.

Apskatiet oglekli: dabiskā oglekļa-12 un oglekļa-13 bagātība ir attiecīgi 98,90 procenti un 1,10 procenti. Oglekļa-12 atomu masa ir 12,00000 amu (atomu masas vienība), savukārt oglekļa-13 atomu masa ir 13,00335 amu.

Lai aprēķinātu vidējo atomu masu, procentuālais pārpilnība vispirms jāpārvērš par decimāldaļām. Tas nozīmē, ka, saskaitot kopā, pārpilnībai jābūt vienādai. Lai pārvērstu pārpilnības procentuālo daļu aiz komata, daliet ar 100.

Oglekļa-12 frakcionētā pārpilnība ir 0,9890, un oglekļa-13 frakcionētā pārpilnība ir 0,0110.

Pēc tam jūs reiziniet daļējo pārpilnību ar masu un saskaitiet tos kopā.

Tātad,

Vidējā oglekļa atoma masa ir 12.01 amu. Šis ir periodiskajā tabulā norādītais skaitlis. Ir jēga, ka vidējā atomu masa ir tuvāka 12, jo oglekļa-12 frakcionētā pārpilnība ir daudz lielāka nekā oglekļa-13.

Iepriekš minēto procesu var vispārināt ar šādu formulu:

Šeit, m ir noteikta izotopa masa un f ir daļēja pārpilnība. Kamēr visas vērtības f saskaitiet vienu, jums iet labi. Šī ir laba pārbaude, lai pārliecinātos, ka pareizi veicat matemātiku.

Apskatiet šo vidējā magnija atomu masas aprēķināšanas piemēru. Zemāk esošajā tabulā ir informācija par izotopu, masu un pārpilnību.

Lai atrastu vidējo atomu masu, varat izmantot iepriekš minēto formulu.

Sāciet, pārvēršot procentus daļējā pārpilnībā, dalot katru skaitli ar 100. Pēc tam tabula izskatās šādi:

Lai pārliecinātos, vai esat pareizi veicis matemātiku un vai jūsu iegūtās vērtības ir pareizas, ieteicams pārliecināties, vai visas skaitliskās pārpilnības ir vienas.

Labi, tas papildina vienu. Jūs varat turpināt aprēķinu.

Pēc tam iepriekš aprakstītajā vienādojumā varat ievietot masu un atbilstošo frakcionālo daudzumu:

Ievietojot tabulas vērtības, iegūst:

Tas kopā nozīmē, ka vidējā Mg atomu masa ir:

Ir ļoti svarīgi atzīmēt, ka, lai gan vidējā magnija atoma masa ir 24,31 amu un vidējā oglekļa atoma masa ir 12,01 amu, tā nav neviena atsevišķa atoma masa. Piemēram, ja jums vajadzētu uzņemt individuālais oglekļa atoms (izlikties, ka tas ir iespējams!), tad tas būtu vai nu 12.00 amu, vai 13.000335 amu. Tas būtu nē esi plkst.12.01.

Tādā pašā veidā, uzņemot jebkuru atsevišķu magnija atomu, tas būtu vai nu 23.98504 amu, 24.98583 amu vai 25.98259 amu. Vidējā atomu masa ir vienkārši veids, kā zinātnieki var uzskaitīt uz zemes esošo elementu stabilos izotopus. Tas nenozīmē atsevišķa atoma masu, ja vien šim elementam ir tikai viens stabils izotops.