Când căutați masa atomică a unui element, să zicem carbon, mergeți la tabelul periodic și căutați sub simbolul elementului. Această valoare este de fapt masa atomică medie a elementului. Dar, în medie, ce?
Majoritatea elementelor naturale au mai mult de un izotop. Izotopi ale unui element au mase diferite deoarece conțin un număr diferit de neutroni. Când măsoară masa atomică, oamenii de știință se hotărăsc să folosească in medie masa amestecului natural de izotopi.
Calculul masei atomice medii
Aruncați o privire asupra carbonului: abundența naturală de carbon-12 și carbon-13 este de 98,90 la sută și respectiv de 1,10 la sută. Masa atomică a carbonului-12 este de 12,00000 amu (unitate de masă atomică) în timp ce masa atomică a carbonului-13 este de 13,00335 amu.
Pentru a calcula masa atomică medie, abundența procentuală trebuie mai întâi convertită în zecimale. Înseamnă că atunci când se adună împreună, abundențele trebuie să fie egale cu una. Pentru a converti abundența procentuală într-o zecimală, împărțiți la 100.
Abundența fracționată de carbon-12 este 0,9890, iar abundența fracționată de carbon-13 este 0,0110.
Apoi, multiplicați abundența fracțională cu masa și le adăugați împreună.
Asa de,
Masa atomică medie de carbon este de 12,01 amu. Acesta este numărul raportat în tabelul periodic. Este logic că masa atomică medie este mai aproape de 12, deoarece abundența fracționată de carbon-12 este mult mai mult decât carbon-13.
Formula medie a masei atomice
Procesul de mai sus poate fi generalizat cu următoarea formulă:
Aici, m este masa unui izotop specific și f este abundența fracționată. Atâta timp cât toate valorile de f adunați la unul, sunteți bine să plecați. Aceasta este o verificare bună pentru a vă asigura că faceți corect calculele.
Aruncați o privire la acest exemplu de calcul al masei atomice medii de magneziu. Tabelul de mai jos conține informații despre izotop, masă și abundență.
| Izotop | Masa | Abundenţă |
|---|---|---|
24Mg |
23.98504 |
78.99% |
25Mg |
24.98583 |
10.00% |
26Mg |
25.98259 |
11.01% |
Puteți folosi formula de mai sus pentru a găsi masa atomică medie.
Începeți prin a converti procentele la abundența fracțională împărțind fiecare număr la 100. După aceasta, tabelul arată după cum urmează:
| Izotop | Masa | Abundența fracționată |
|---|---|---|
24Mg |
23.98504 |
0.7899 |
25Mg |
24.98583 |
0.1000 |
26Mg |
25.98259 |
0.1101 |
Pentru a vă asigura că ați făcut corect matematica și că valorile pe care le aveți sunt corecte, este o idee bună să vă asigurați că toate abundențele fracționare se adună la una.
Bine, se adaugă la unul. Puteți continua cu calculul.
Apoi, puteți conecta masa și abundența fracțională corespunzătoare în ecuația descrisă mai sus:
Introducerea valorilor din tabel produce:
Împreună, aceasta înseamnă că masa atomică medie a Mg este:
Este foarte important să rețineți că, în timp ce masa atomică medie de magneziu este de 24,31 amu, iar masa atomică medie de carbon este de 12,01 amu, aceasta nu este masa niciunui atom individual. De exemplu, dacă ar fi să ridici un atom de carbon individual (pretindeți că este posibil!) atunci ar fi fie 12.00 amu, fie 13.000335 amu. Ar fi nu fi 12.01 amu.
În același mod, atunci când ridicați orice atom individual de magneziu, acesta va fi fie 23,98504 amu, 24,98583 amu sau 25,98259 amu. Masa atomică medie este pur și simplu o modalitate prin care oamenii de știință pot explica izotopii stabili ai unui element care există pe pământ. Nu denotă masa unui atom individual decât dacă acel element are doar un izotop stabil.