Relativ massa är ett viktigt begrepp inom kemi. Det finns för att förenkla processen för att utarbeta massan av en atom eller molekyl. I absoluta enheter har protoner och neutroner massor i storleksordningen 10−27 kilogram, vilket är en miljardedel av en miljardedel av en miljarddel av ett kilogram, och elektroner har ännu mindre massa på cirka 10−30 kg, ungefär tusen gånger mindre än en proton eller neutron. Detta skulle vara svårt att hantera i praktiska situationer, så forskare definierar den relativa atommassan för en kolatom som 12 och räknar ut allt annat utifrån det.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Hitta den relativa massan av en atom genom att lägga till antalet protoner till antalet neutroner. Väte har en relativ atommassa på 1 och kol-12 har en relativ atommassa på 12.
Isotoper av samma element har olika antal neutroner, så du måste beräkna för en specifik isotop. Periodiska tabeller visar den relativa atommassan som ett bottenvärde för ett element, men detta tar hänsyn till alla isotoper.
Hitta relativa molekylmassor genom att lägga till bidrag från varje element. Använd den kemiska formeln för att hitta hur många av varje atom som ingår, multiplicera deras relativa atommassa med antalet atomer för varje närvarande och lägg sedan upp dem alla för att hitta resultatet.
Vad är den relativa massan?
Relativ massa är massan av en atom eller molekyl i förhållande till 1/12 av en kol-12-atom. Enligt detta schema har en neutral väteatom en massa av 1. Du kan tänka på detta som att räkna varje proton eller neutron som 1 och ignorera massorna av elektroner eftersom de är så små i jämförelse. Så formeln för relativ atommassa är helt enkelt:
Relativ atommassa = antal protoner + antal neutroner
Eftersom forskare sätter en kol-12-atom som "standardatom" är den tekniska definitionen dock:
Relativ atommassa = atomens massa ÷ (1/12 av massan av en kol-12-atom)
Den relativa atommassan för ett element
Element är de grundläggande byggstenarna som skapas i Big Bang eller i stjärnor, och de representeras i det periodiska systemet. Den relativa atommassan är det lägre numret i det periodiska systemet (det övre numret är atomnumret, som räknar antalet protoner). Du kan läsa detta nummer direkt från förenklade periodiska tabeller för många element.
Men tekniskt korrekta periodiska tabeller redogör för förekomsten av olika isotoper, och de relativa atommassorna som de listar är inte heltal. Isotoper är versioner av samma element med olika antal neutroner.
Du kan alltid hitta den relativa massan av ett element genom att lägga till antalet protoner till antalet neutroner för den specifika isotopen för det element du funderar på. Till exempel har en kol-12-atom 6 protoner och 6 neutroner, och så har en relativ atommassa på 12. Observera att när en isotop för en atom anges är siffran efter namnet på elementet den relativa atommassan. Så uran-238 har en relativ massa på 238.
Periodiska systemet och isotoper
De relativa atommassorna i det periodiska systemet inkluderar bidrag från olika isotoper genom att ta ett viktat genomsnitt av de olika isotopernas massor baserat på deras överflöd. Klor har till exempel två isotoper: klor-35 och klor-37. Tre fjärdedelar av det klor som finns i naturen är klor-35 och det återstående kvarteret är klor-37. Formeln som används för de relativa massorna i det periodiska systemet är:
Relativ atommassa = (isotop 1 massa × isotop 1 överflöd + isotop 2 massa × isotop 2 överflöd + ...) ÷ 100
Så för klor är detta:
Relativ atommassa = (35 × 75 + 37 × 25) ÷ 100
= (2,625 + 925) ÷ 100 = 35.5
För klor visar den relativa atommassan i det periodiska systemet 35,5 i linje med denna beräkning.
Relativ molekylmassa
Lägg bara till de relativa massorna av de ingående elementen för att hitta den relativa massan av en molekyl. Detta är lätt att göra om du känner till de relativa atommassorna för de aktuella elementen. Till exempel har vatten den kemiska formeln H2O, så det finns två atomer av väte och en atom av syre.
Beräkna den relativa molekylmassan genom att multiplicera den relativa atommassan för varje atom med antalet av dessa atomer i molekylen och sedan lägga till resultaten tillsammans. Det här ser ut så här:
Relativ molekylmassa = (antal atomer av element 1 × relativ massa av element 1) + (antal atomer av element 2 × relativ massa av element 2) + ...
För H2O, element 1 är väte med relativ atommassa 1, och element 2 är syre med en relativ atommassa på 16, så:
Relativ molekylmassa = (2 × 1) + (1 × 16) = 2 + 16 = 18
För H2SÅ4, element 1 är väte (H), element 2 är svavel (S med relativ massa = 32) och element 3 är syre (O), så samma beräkning ger:
Relativ molekylmassa av H2SÅ4 = (antal atomer av H × relativ massa av H) + (antal atomer av S × relativ massa av S) + (antal atomer av O × relativ massa av O)
= (2 × 1) + (1 × 32) + (4 × 16)
= 2 + 32 + 64 = 98
Du kan använda samma tillvägagångssätt för vilken molekyl som helst.