Разумевање концепта просека један од уобичајених задатака који ћете морати да обавите као почетник научник који уме да ради са подацима. Често ћете наићи на узорак сличних предмета који се разликују у складу са једном карактеристиком коју проучавате, као што је маса.
Можда ћете чак морати да израчунате просечну масу групе предмета које не можете директно измерити, попут атома.
Већина од 92 атома који се јављају у природи долазе у два или више мало различита облика, која се називају изотопи. Изотопи истог елемента међусобно се разликују само по броју неутрона садржаних у њиховим језгрима.
Може бити корисно применити све ове принципе заједно да би се дошло до просечне масе селекције атома извучене из познатог скупа различитих изотопа.
Шта су атоми?
Атоми су најмања појединачна јединица елемента која се састоји од свих својстава тог елемента. Атоми се састоје од језгра које садржи протоне и неутроне око кога круже готово безмасни електрони.
Протони и неутрони теже приближно једнаки једни другима. Сваки протон садржи позитиван електрични набој једнак по величини и супротан по предзнаку електрону (негативни), док неутрони не носе нето наелектрисање.
Атоме карактерише првенствено њихов атомски број, који је само број протона у атому. Додавањем или одузимањем електрона ствара се наелектрисани атом који се назива јон, док промена броја неутрона ствара изотоп атома, а тиме и елемента у питању.
Изотопи и масени број
Масени број атома је број протона плус неутрона које има. Хром (Цр), на пример, има 24 протона (чиме се елемент дефинише као хром) и у свом најстабилнијем облику - односно изотопу који се најчешће појављује у природи - има 28 неутрона. Његов масени број је тако 52.
Изотопи елемента су назначени њиховим масним бројем када су исписани. Тако је изотоп угљеника са 6 протона и 6 неутрона угљеник-12, док је тежи изотоп са једним додатним неутроном угљеник-13.
Већина елемената се јавља као мешавина изотопа, при чему један значајно преовлађује над осталима у смислу „популарности“. На пример, 99,76 процената кисеоника који се јавља у природи је кисеоник-16. Неки елементи, попут хлора и бакра, показују ширу дистрибуцију изотопа.
Формула просечне масе
Математички просек је једноставно збир свих појединачних резултата у узорку подељен укупним бројем предмета у узорку. На пример, у одељењу са пет ученика који су постигли оцене 3, 4, 5, 2 и 5 у квизу, просек одељења у квизу био би
\ фрац {3 + 4 + 5 + 2 + 5} {5} = 3,8
Једначина просечне масе може се написати на бројне начине, ау неким случајевима ћете морати да знате карактеристике повезане са просеком, као што је стандардна девијација. За сада се фокусирајте само на основну дефиницију.
Пондерисани просек и изотопи
Познавање релативног удела сваког изотопа одређеног елемента који се јавља у природи омогућава вам израчунавањеатомска масатог елемента који, јер је просек, није маса било ког атома већ број који се налази између најтежих и најлакших присутних изотопа.
Ако су сви изотопи били присутни у истој количини, можете једноставно сабрати масу сваке врсте изотопа и поделити са бројем различитих врста присутних изотопа (обично две или три).
Просечна атомска маса, дата у јединицама атомске масе (аму), увек је слична масеном броју, али није цео број.
Просечна атомска маса: Пример
Хлор-35 има атомску масу 34,969 аму и чини 75,77% хлора на Земљи.
Хлор-37 има атомску масу од 36,966 аму и процентну заступљеност од 24,23%.
Да бисте израчунали просечну атомску масу хлора, користите информације у периодном систему елемента (погледајте Ресурси) да бисте пронашли (пондерисани) просек, али промене процената у децимале:
(34,969 \ пута 0,7577) + (36,966 \ пута 0,2423) = 35,45 \ тект {аму}