Ako nájsť priemernú atómovú hmotnosť

Keď vyhľadáte atómovú hmotnosť prvku, napríklad uhlíka, prejdete k periodickej tabuľke a pozriete sa pod symbol prvku. Táto hodnota je v skutočnosti priemernou atómovou hmotnosťou prvku. Ale priemer z čoho?

Väčšina prirodzene sa vyskytujúcich prvkov má viac ako jeden izotop. Izotopy prvku majú rôzne hmotnosti, pretože obsahujú rôzne počty neutrónov. Pri meraní atómovej hmotnosti sa vedci dohodli na použití priemer hmotnosť prirodzene sa vyskytujúcej zmesi izotopov.

Zoznámte sa s uhlíkom: Prirodzené množstvo uhlíka-12 a uhlíka-13 je 98,90% a 1,10%. Atómová hmotnosť uhlíka-12 je 12,00 000 amu (jednotka atómovej hmotnosti), zatiaľ čo atómová hmotnosť uhlíka-13 je 13,00335 amu.

Aby bolo možné vypočítať priemernú atómovú hmotnosť, je potrebné najskôr previesť percentuálnu hojnosť na desatinné miesta. Znamená to, že keď sa spočíta, početnosť sa musí rovnať jednej. Ak chcete previesť percentuálnu hojnosť na desatinné miesto, vydelte 100.

Čiastočné množstvo uhlíka-12 je 0,9890 a čiastočné množstvo uhlíka-13 je 0,0110.

Ďalej vynásobíte zlomkovú hojnosť hmotnosťou a spočítate ich.

Takže

Priemerná atómová hmotnosť uhlíka je táto 12,01 amu. Toto je číslo uvedené v periodickej tabuľke. Je logické, že priemerná atómová hmotnosť sa blíži k 12, pretože pomerné množstvo uhlíka-12 je oveľa viac ako uhlíka-13.

Vyššie uvedený postup možno zovšeobecniť pomocou nasledujúceho vzorca:

Tu, m je hmotnosť špecifického izotopu a f je zlomková hojnosť. Pokiaľ sú všetky hodnoty f sčítajte až jednu, ste pripravení. Toto je dobrá kontrola, aby ste sa ubezpečili, že matematiku robíte správne.

Zoznámte sa s týmto príkladom výpočtu priemernej atómovej hmotnosti horčíka. Nasledujúca tabuľka obsahuje informácie o izotope, hmotnosti a početnosti.

Vyššie uvedený vzorec môžete použiť na vyhľadanie priemernej atómovej hmotnosti.

Začnite prevodom percent na zlomkovú hojnosť vydelením každého čísla číslom 100. Po vykonaní tohto kroku bude tabuľka vyzerať takto:

Aby ste sa ubezpečili, že ste matematiku zvládli správne a že hodnoty, ktoré máte, sú správne, je dobré ubezpečiť sa, že všetky zlomky súčetov súčet jednej.

Dobré, pridáva sa jeden. Môžete pokračovať vo výpočte.

Ďalej môžete zapojiť hmotnosť a zodpovedajúcu zlomkovú hojnosť do rovnice opísanej vyššie:

Uvedením hodnôt z tabuľky sa získajú výnosy:

Spolu to znamená, že priemerná atómová hmotnosť Mg je:

Je veľmi dôležité poznamenať, že zatiaľ čo priemerná atómová hmotnosť horčíka je 24,31 amu a priemerná atómová hmotnosť uhlíka je 12,01 amu, nejde o hmotnosť žiadneho jednotlivého atómu. Napríklad, ak by ste si vyzdvihli jednotlivý atóm uhlíka (predstierajte, že je to možné!) potom by to bolo buď 12,00 amu alebo 13000335 amu. To by bolo nie byť 12,01 amu.

Rovnakým spôsobom, keď zachytíte akýkoľvek jednotlivý atóm horčíka, bude to buď 23,98504 amu, 24,98583 amu alebo 25,98259 amu. Priemerná atómová hmotnosť je pre vedcov jednoducho spôsob, ako zodpovedať za stabilné izotopy prvku, ktorý existuje na Zemi. Neznamená to hmotnosť jednotlivého atómu, pokiaľ tento prvok nemá iba jeden stabilný izotop.