Cyna vs. Ciężar ołowiu

Waga pierwiastka, takiego jak cyna lub ołów, zależy zarówno od jego masy atomowej – ile waży pojedynczy atom pierwiastka – jak i od jego gęstości. Im gęstsza substancja, tym więcej zawiera masy na jednostkę objętości i tym cięższy będzie dany jej kawałek.

Ołów ma liczbę atomową 82, co oznacza, że ​​jego jądro zawiera 82 protony, a w stanie neutralnym (nie zjonizowanym) ma 82 elektrony. Elektrony mają znikomy udział w masie atomu i można je pominąć, jeśli chodzi o masę atomową. Różne izotopy ołowiu mają różną liczbę neutronów, więc masa atomowa, którą widzisz w układzie okresowym, jest w rzeczywistości średnią ważoną: 207,2 jednostek masy atomowej (amu). Z kolei cyna ma liczbę atomową 50, a zatem tylko 50 protonów/elektronów. Jego masa atomowa wynosi 118,710 amu.

Atom ołowiu waży więcej niż atom cyny, ale w prawdziwym życiu nigdy nie spotkasz sytuacji, w której można wyizolować pojedynczy atom któregokolwiek z pierwiastków. Gdy chemicy chcą wiedzieć, ile atomów jest obecnych, używają masy molowej odpowiadającej 6,022 x 10^23 atomów tego pierwiastka. Masa molowa to tylko masa atomowa, ale z jednostkami gram/mol, a nie amu. Cyna ma zatem masę molową 118,710 gramów na mol, a ołów ma masę molową 207,2 gramów na mol. Po raz kolejny mol ołowiu waży znacznie więcej niż mol cyny.

Jeśli masz dwa przedmioty o jednakowej wielkości wykonane z ołowiu i cyny, różnica w wadze między tymi przedmiotami zależy od gęstości. Tutaj znowu ołów ma przewagę. W temperaturze pokojowej gęstość ołowiu wynosi 11,342 gramów na centymetr sześcienny, a gęstość cyny 7,287 gramów na centymetr sześcienny. Przedmiot wykonany z ołowiu waży zatem znacznie więcej niż ten sam przedmiot z cyny.

Jednakże związek wykonany z ołowiu niekoniecznie waży więcej niż związek wykonany z cyny; waga każdego z nich zależy od rodzaju związku i innych zawartych w nim atomów. Na przykład jodek cyny (II) ma większą masę molową niż dwutlenek ołowiu. Stałe przedmioty wykonane z ołowiu i cyny toną w wodzie, ponieważ gęstość zarówno ołowiu, jak i cyny w temperaturze pokojowej jest znacznie większa niż wody (1 gram na centymetr sześcienny).