วิธีหามวลสัมพัทธ์

มวลสัมพัทธ์เป็นแนวคิดที่สำคัญในวิชาเคมี มันมีอยู่เพื่อลดความซับซ้อนของกระบวนการคำนวณมวลของอะตอมหรือโมเลกุล ในหน่วยสัมบูรณ์ โปรตอนและนิวตรอนมีมวลอยู่ที่ 10⁻²⁷ กิโลกรัม ซึ่งก็คือหนึ่งในพันล้านของพันล้านของหนึ่งพันล้านกิโลกรัม และอิเล็กตรอนมีมวลน้อยกว่าประมาณ 10⁻³⁰ กิโลกรัม ซึ่งน้อยกว่าโปรตอนหรือนิวตรอนประมาณพันเท่า สิ่งนี้จะจัดการได้ยากในสถานการณ์จริง ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงกำหนดมวลอะตอมสัมพัทธ์ของอะตอมคาร์บอนเป็น 12 และทำงานอย่างอื่นบนพื้นฐานนั้น

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ค้นหามวลสัมพัทธ์ของอะตอมใดๆ โดยการบวกจำนวนโปรตอนเข้ากับจำนวนนิวตรอน ไฮโดรเจนมีมวลอะตอมสัมพัทธ์เท่ากับ 1 และคาร์บอน-12 มีมวลอะตอมสัมพัทธ์เท่ากับ 12

ไอโซโทปของธาตุเดียวกันมีจำนวนนิวตรอนต่างกัน ดังนั้นคุณต้องคำนวณหาไอโซโทปจำเพาะหนึ่งไอโซโทป ตารางธาตุแสดงมวลอะตอมสัมพัทธ์เป็นตัวเลขด้านล่างของธาตุ แต่จะพิจารณาถึงไอโซโทปใดๆ

ค้นหามวลโมเลกุลสัมพัทธ์โดยการเพิ่มการมีส่วนร่วมจากแต่ละองค์ประกอบ ใช้สูตรเคมีเพื่อหาจำนวนอะตอมแต่ละอะตอม คูณมวลอะตอมสัมพัทธ์ของพวกมันด้วยจำนวนอะตอมของอะตอมแต่ละตัว แล้วบวกทั้งหมดเพื่อหาผลลัพธ์

มวลสัมพัทธ์คือมวลของอะตอมหรือโมเลกุลที่สัมพันธ์กับ 1/12 ของอะตอมคาร์บอน-12 ภายใต้โครงร่างนี้ อะตอมไฮโดรเจนที่เป็นกลางมีมวล 1 คุณสามารถคิดได้ว่านี่เป็นการนับโปรตอนหรือนิวตรอนแต่ละตัวเป็น 1 และไม่สนใจมวลของอิเล็กตรอนเพราะมันมีขนาดเล็กมากเมื่อเปรียบเทียบกัน ดังนั้น สูตรมวลอะตอมสัมพัทธ์จึงง่าย ๆ ดังนี้

มวลอะตอมสัมพัทธ์ = จำนวนโปรตอน + จำนวนนิวตรอน

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์ตั้งอะตอมคาร์บอน-12 เป็น "อะตอมมาตรฐาน" คำจำกัดความทางเทคนิคคือ:

มวลอะตอมสัมพัทธ์ = มวลของอะตอม ÷ (1/12 ของมวลอะตอมคาร์บอน-12)

องค์ประกอบคืออะตอมของหน่วยการสร้างพื้นฐานที่สร้างขึ้นในบิกแบงหรือในดวงดาว และจะแสดงอยู่ในตารางธาตุ มวลอะตอมสัมพัทธ์คือจำนวนที่ต่ำกว่าในตารางธาตุ (ตัวเลขบนคือเลขอะตอม ซึ่งนับจำนวนโปรตอน) คุณสามารถอ่านตัวเลขนี้ได้โดยตรงจากตารางธาตุแบบง่ายสำหรับองค์ประกอบหลายๆ อย่าง

อย่างไรก็ตาม ตารางธาตุที่แม่นยำทางเทคนิคแสดงถึงการมีอยู่ของไอโซโทปที่แตกต่างกัน และมวลอะตอมสัมพัทธ์ในรายการไม่ใช่จำนวนเต็ม ไอโซโทปเป็นรุ่นขององค์ประกอบเดียวกันที่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน

คุณสามารถหามวลสัมพัทธ์ของธาตุได้เสมอโดยการเพิ่มจำนวนโปรตอนลงในจำนวนนิวตรอนสำหรับไอโซโทปเฉพาะของธาตุที่คุณกำลังพิจารณา ตัวอย่างเช่น อะตอมของคาร์บอน-12 มีโปรตอน 6 ตัวและนิวตรอน 6 ตัว และมีมวลอะตอมสัมพัทธ์เท่ากับ 12 โปรดทราบว่าเมื่อมีการระบุไอโซโทปของอะตอม ตัวเลขหลังชื่อของธาตุจะเป็นมวลอะตอมสัมพัทธ์ ยูเรเนียม-238 จึงมีมวลสัมพัทธ์เท่ากับ 238

มวลอะตอมสัมพัทธ์ในตารางธาตุรวมการมีส่วนร่วมจากไอโซโทปที่แตกต่างกันโดยการหาค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักของมวลไอโซโทปต่างๆ ตามความอุดมสมบูรณ์ ตัวอย่างเช่น คลอรีนมีไอโซโทปสองชนิด: คลอรีน-35 และคลอรีน-37 สามในสี่ของคลอรีนที่พบในธรรมชาติคือคลอรีน -35 และส่วนที่เหลือคือคลอรีน-37 สูตรที่ใช้สำหรับมวลสัมพัทธ์ในตารางธาตุคือ

มวลอะตอมสัมพัทธ์ = (ไอโซโทป 1 มวล x ไอโซโทป 1 มวล + ไอโซโทป 2 มวล x ไอโซโทป 2 ความอุดมสมบูรณ์ + …) ÷ 100

สำหรับคลอรีน นี่คือ:

มวลอะตอมสัมพัทธ์ = (35 × 75 + 37 × 25) ÷ 100

= (2,625 + 925) ÷ 100 = 35.5

สำหรับคลอรีน มวลอะตอมสัมพัทธ์ในตารางธาตุแสดง 35.5 ตามการคำนวณนี้

เพียงบวกมวลสัมพัทธ์ของธาตุที่เป็นส่วนประกอบเพื่อหามวลสัมพัทธ์ของโมเลกุล สิ่งนี้ทำได้ง่ายถ้าคุณทราบมวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุที่เป็นปัญหา เช่น น้ำมีสูตรเคมี H₂O จึงมีไฮโดรเจนสองอะตอมและออกซิเจนหนึ่งอะตอม

คำนวณมวลโมเลกุลสัมพัทธ์โดยการคูณมวลอะตอมสัมพัทธ์ของแต่ละอะตอมด้วยจำนวนอะตอมเหล่านั้นในโมเลกุล แล้วบวกผลลัพธ์เข้าด้วยกัน ดูเหมือนว่านี้:

มวลโมเลกุลสัมพัทธ์ = (จำนวนอะตอมของธาตุ 1 × มวลสัมพัทธ์ของธาตุ 1) + (จำนวนอะตอมของธาตุ 2 × มวลสัมพัทธ์ของธาตุ 2) + …

สำหรับ H₂O องค์ประกอบ 1 คือไฮโดรเจนที่มีมวลอะตอมสัมพัทธ์เท่ากับ 1 และองค์ประกอบที่ 2 คือออกซิเจนที่มีมวลอะตอมสัมพัทธ์เท่ากับ 16 ดังนั้น:

มวลโมเลกุลสัมพัทธ์ = (2 × 1) + (1 × 16) = 2 + 16 = 18

สำหรับ H₂ดังนั้น₄, องค์ประกอบที่ 1 คือไฮโดรเจน (H), องค์ประกอบที่ 2 คือกำมะถัน (S ที่มีมวลสัมพัทธ์ =32) และองค์ประกอบที่ 3 คือออกซิเจน (O) ดังนั้นการคำนวณเดียวกันจะให้:

มวลโมเลกุลสัมพัทธ์ของ H₂ดังนั้น₄ = (จำนวนอะตอมของ H × มวลสัมพัทธ์ของ H) + (จำนวนอะตอมของ S × มวลสัมพัทธ์ของ S) + (จำนวนอะตอมของ O × มวลสัมพัทธ์ของ O)

= (2 × 1) + (1 × 32) + (4 × 16)

= 2 + 32 + 64 = 98

คุณสามารถใช้วิธีการเดียวกันนี้กับโมเลกุลใดก็ได้