Masa względna jest ważnym pojęciem w chemii. Istnieje, aby uprościć proces obliczania masy atomu lub cząsteczki. W jednostkach bezwzględnych protony i neutrony mają masy rzędu 10−27 kilogramów, czyli miliardowej miliardowej miliardowej części kilograma, a elektrony mają jeszcze mniejszą masę około 10−30 kilogramów, około tysiąca razy mniej niż proton lub neutron. Byłoby to trudne w praktycznych sytuacjach, więc naukowcy definiują względną masę atomową atomu węgla jako 12 i na tej podstawie wyliczają wszystko inne.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Znajdź względną masę dowolnego atomu, dodając liczbę protonów do liczby neutronów. Wodór ma względną masę atomową 1, a węgiel-12 ma względną masę atomową 12.
Izotopy tego samego pierwiastka mają różną liczbę neutronów, więc trzeba obliczyć jeden konkretny izotop. Tabele okresowe pokazują względną masę atomową jako dolną liczbę pierwiastka, ale uwzględnia to wszelkie izotopy.
Znajdź względne masy cząsteczkowe, sumując wkłady każdego pierwiastka. Użyj wzoru chemicznego, aby dowiedzieć się, ile każdego atomu zawiera, pomnóż ich względne masy atomowe przez liczbę atomów każdego obecnego, a następnie dodaj je wszystkie, aby uzyskać wynik.
Czym jest względna msza?
Masa względna to masa atomu lub cząsteczki w stosunku do 1/12 atomu węgla-12. W tym schemacie neutralny atom wodoru ma masę 1. Możesz myśleć o tym jako o liczeniu każdego protonu lub neutronu jako 1 i ignorowaniu mas elektronów, ponieważ są one tak małe w porównaniu. Zatem wzór na względną masę atomową jest prosty:
Względna masa atomowa = liczba protonów + liczba neutronów
Ponieważ jednak naukowcy ustawili atom węgla-12 jako „atom standardowy”, definicja techniczna brzmi:
Względna masa atomowa = masa atomu ÷ (1/12 masy atomu węgla-12)
Względna masa atomowa pierwiastka
Pierwiastki są podstawowymi atomami budulcowymi powstałymi podczas Wielkiego Wybuchu lub w gwiazdach i są reprezentowane w układzie okresowym pierwiastków. Względna masa atomowa to dolna liczba w układzie okresowym (górna liczba to liczba atomowa, która zlicza liczbę protonów). Liczbę tę można odczytać wprost z uproszczonych tablic okresowych dla wielu pierwiastków.
Jednak technicznie dokładne tablice okresowe wyjaśniają istnienie różnych izotopów, a względne masy atomowe, które wymieniają, nie są liczbami całkowitymi. Izotopy to wersje tego samego pierwiastka o różnej liczbie neutronów.
Zawsze możesz znaleźć względną masę pierwiastka, dodając liczbę protonów do liczby neutronów dla konkretnego izotopu pierwiastka, który rozważasz. Na przykład atom węgla-12 ma 6 protonów i 6 neutronów, a więc ma względną masę atomową równą 12. Zauważ, że gdy określony jest izotop atomu, liczba po nazwie pierwiastka jest względną masą atomową. Zatem uran-238 ma masę względną 238.
Układ okresowy pierwiastków i izotopy
Względne masy atomowe w układzie okresowym obejmują udział różnych izotopów, biorąc średnią ważoną mas różnych izotopów na podstawie ich liczebności. Na przykład chlor ma dwa izotopy: chlor-35 i chlor-37. Trzy czwarte chloru występującego w przyrodzie to chlor-35, a pozostała ćwiartka to chlor-37. Wzór używany do określenia mas względnych w układzie okresowym pierwiastków to:
Względna masa atomowa = (masa izotopu 1 × liczebność izotopu 1 + masa izotopu 2 × liczebność izotopu 2 + …) ÷ 100
Tak więc w przypadku chloru jest to:
Względna masa atomowa = (35 × 75 + 37 × 25) ÷ 100
= (2,625 + 925) ÷ 100 = 35.5
W przypadku chloru względna masa atomowa w układzie okresowym wynosi 35,5 zgodnie z tym obliczeniem.
Względna masa cząsteczkowa
Po prostu dodaj względne masy pierwiastków składowych, aby znaleźć względną masę cząsteczki. Jest to łatwe, jeśli znasz względne masy atomowe danych pierwiastków. Na przykład woda ma wzór chemiczny H2O, więc są dwa atomy wodoru i jeden atom tlenu.
Oblicz względną masę cząsteczkową, mnożąc względną masę atomową każdego atomu przez liczbę tych atomów w cząsteczce, a następnie zsumuj wyniki. Wygląda to tak:
Względna masa cząsteczkowa = (liczba atomów pierwiastka 1 × względna masa pierwiastka 1) + (liczba atomów pierwiastka 2 × względna masa pierwiastka 2) + …
Dla H2O, pierwiastek 1 to wodór o względnej masie atomowej 1, a pierwiastek 2 to tlen o względnej masie atomowej 16, więc:
Względna masa cząsteczkowa = (2 × 1) + (1 × 16) = 2 + 16 = 18
Dla H2WIĘC4, pierwiastek 1 to wodór (H), pierwiastek 2 to siarka (S o masie względnej =32), a pierwiastek 3 to tlen (O), więc te same obliczenia dają:
Względna masa cząsteczkowa H2WIĘC4 = (liczba atomów H × masa względna H) + (liczba atomów S × masa względna S) + (liczba atomów O × masa względna O)
= (2 × 1) + (1 × 32) + (4 × 16)
= 2 + 32 + 64 = 98
Możesz użyć tego samego podejścia dla dowolnej cząsteczki.