Bir elementin, örneğin karbonun atom kütlesine baktığınızda, periyodik tabloya gidersiniz ve element sembolünün altına bakarsınız. Bu değer aslında elementin ortalama atom kütlesidir. Ama neyin ortalaması?
Doğal olarak oluşan elementlerin çoğu birden fazla izotopa sahiptir. izotoplar Bir elementin farklı sayıda nötron içerdiği için farklı kütleleri vardır. Bilim adamları atom kütlesini ölçerken, ortalama izotopların doğal olarak oluşan karışımının kütlesi.
Ortalama Atom Kütlesinin Hesaplanması
Karbona bir göz atın: Karbon-12 ve karbon-13'ün doğal bolluğu sırasıyla yüzde 98.90 ve yüzde 1.10'dur. Karbon-12'nin atom kütlesi 120000 amu (atomik kütle birimi) iken karbon-13'ün atom kütlesi 13.00335 amu'dur.
Ortalama atom kütlesini hesaplamak için, bolluk yüzdesinin önce ondalık sayılara dönüştürülmesi gerekir. Bu, birlikte eklendiğinde, bollukların bire eşit olması gerektiği anlamına gelir. Yüzde bolluğunu ondalık sayıya dönüştürmek için 100'e bölün.
Karbon-12'nin kesirli bolluğu 0.9890'dır ve karbon-13'ün kesirli bolluğu 0.0110'dur.
Ardından, kesirli bolluğu kütle ile çarpar ve bunları toplarsınız.
Yani,
Ortalama karbon atom kütlesi bu 12.01 amu'dur. Bu, periyodik tabloda bildirilen sayıdır. Karbon-12'nin kesirli bolluğu karbon-13'ten çok daha fazla olduğu için ortalama atom kütlesinin 12'ye daha yakın olması mantıklıdır.
Ortalama Atom Kütlesi Formülü
Yukarıdaki süreç aşağıdaki formülle genelleştirilebilir:
Buraya, m belirli bir izotopun kütlesidir ve f kesirli bolluktur. Tüm değerleri olduğu sürece f bir tane ekleyin, hazırsınız. Bu, matematiği doğru yaptığınızdan emin olmak için iyi bir kontroldür.
Magnezyumun ortalama atom kütlesini hesaplamanın bu örneğine bir göz atın. Aşağıdaki tablo izotop, kütle ve bolluk hakkında bilgiler içermektedir.
| İzotop | kitle | bolluk |
|---|---|---|
24Mg |
23.98504 |
78.99% |
25Mg |
24.98583 |
10.00% |
26Mg |
25.98259 |
11.01% |
Ortalama atom kütlesini bulmak için yukarıdaki formülü kullanabilirsiniz.
Her sayıyı 100'e bölerek yüzdeleri kesirli bolluğa dönüştürerek başlayın. Bunu yaptıktan sonra tablo aşağıdaki gibi görünür:
| İzotop | kitle | Kesirli Bolluk |
|---|---|---|
24Mg |
23.98504 |
0.7899 |
25Mg |
24.98583 |
0.1000 |
26Mg |
25.98259 |
0.1101 |
Matematiği doğru yaptığınızdan ve sahip olduğunuz değerlerin doğru olduğundan emin olmak için, tüm kesirli bollukların toplamının bir olduğundan emin olmak iyi bir fikirdir.
Güzel, bir taneye kadar ekler. Hesaplamaya devam edebilirsiniz.
Ardından, kütleyi ve karşılık gelen kesirli bolluğu yukarıda açıklanan denkleme bağlayabilirsiniz:
Tablodaki değerlerin girilmesi şunları sağlar:
Birlikte bu, Mg'nin ortalama atom kütlesinin:
Magnezyumun ortalama atom kütlesi 24.31 amu ve ortalama karbon atom kütlesi 12.01 amu iken, bunun herhangi bir atomun kütlesi olmadığını belirtmek çok önemlidir. Örneğin, bir tane alacak olsaydınız bireysel karbon atomu (bunun mümkün olduğunu farz edin!) o zaman ya 12.00 amu ya da 13.000335 amu olurdu. olurdu değil 12.01 amu olsun.
Aynı şekilde, herhangi bir magnezyum atomunu aldığınızda 23.98504 amu, 24.98583 amu veya 25.98259 amu olacaktır. Ortalama atom kütlesi, bilim adamlarının yeryüzünde var olan bir elementin kararlı izotoplarını açıklamanın bir yoludur. Bu elementin yalnızca bir kararlı izotopu olmadığı sürece, tek bir atomun kütlesini göstermez.