Bir maddenin bağıl atom kütlesi nasıl bulunur? Atom kütlesi. Bir elementin bağıl atom kütlesi

Bilimin gelişimi sürecinde kimya, reaksiyonların gerçekleştirilmesi için gerekli olan madde miktarının ve bunların seyri sırasında elde edilen maddelerin hesaplanması sorunuyla karşı karşıya kalmıştır.

Günümüzde maddeler ve karışımlar arasındaki kimyasal reaksiyonların bu tür hesaplamaları için, D. I. Mendeleev'in kimyasal elementlerin periyodik tablosunda yer alan bağıl atom kütlesinin değeri kullanılmaktadır.

Kimyasal işlemler ve maddelerdeki bir elementin oranının reaksiyonun seyri üzerindeki etkisi

Modern bilim, "bir kimyasal elementin bağıl atom kütlesi" tanımıyla, belirli bir kimyasal elementin atomunun kütlesinin, bir karbon atomunun on ikide birinden kaç kat daha büyük olduğu anlamına gelir.

Kimya çağının gelişiyle birlikte, kimyasal reaksiyonun gidişatının ve sonuçlarının kesin olarak belirlenmesine olan ihtiyaç arttı.

Bu nedenle kimyagerler sürekli olarak bir maddedeki etkileşimli elementlerin kesin kütleleri problemini çözmeye çalıştılar. O dönemde en iyi çözümlerden biri en hafif elemente bağlanmaktı. Ve atomunun ağırlığı bir olarak alındı.

Madde saymanın tarihsel seyri

Başlangıçta hidrojen kullanıldı, daha sonra oksijen. Ancak bu hesaplama yönteminin hatalı olduğu ortaya çıktı. Bunun nedeni oksijende kütleleri 17 ve 18 olan izotopların varlığıydı.

Bu nedenle, izotop karışımına sahip olmak teknik olarak on altıdan farklı bir sayı üretti. Günümüzde bir elementin bağıl atom kütlesi, esas alınan karbon atomunun ağırlığına göre 1/12 oranında hesaplanmaktadır.

Dalton bir elementin bağıl atom kütlesinin temellerini attı

Ancak bir süre sonra, 19. yüzyılda Dalton, hesaplamaları en hafif kimyasal element olan hidrojeni kullanarak yapmayı önerdi. Öğrencilerine verdiği derslerde, ahşaptan oyulmuş figürler üzerinde atomların nasıl bağlandığını gösterdi. Diğer elementler için daha önce başka bilim adamlarının elde ettiği verileri kullandı.

Lavoisier'in deneylerine göre su yüzde on beş hidrojen ve yüzde seksen beş oksijen içeriyor. Bu verilerle Dalton, suyu oluşturan elementin, yani oksijenin bağıl atom kütlesinin 5,67 olduğunu hesapladı. Hesaplamalarındaki hata, su molekülündeki hidrojen atomu sayısı konusunda yanlış inanışından kaynaklanmaktadır.

Ona göre her oksijen atomuna karşılık bir hidrojen atomu vardı. Kimyager Austin'in amonyağın yüzde 20 hidrojen ve yüzde 80 nitrojen içerdiği verilerini kullanarak nitrojenin bağıl atom kütlesini hesapladı. Bu sonuçla ilginç bir sonuca ulaştı. Göreceli atom kütlesinin (amonyak formülü yanlışlıkla bir hidrojen ve nitrojen molekülüyle alınmıştır) dört olduğu ortaya çıktı. Bilim adamı hesaplamalarında Mendeleev'in periyodik sistemine güveniyordu. Analize göre, karbonun bağıl atom kütlesinin daha önce kabul edilen on iki yerine 4,4 olduğunu hesapladı.

Ciddi hatalarına rağmen bazı unsurlardan oluşan bir tablo oluşturan ilk kişi Dalton'du. Bilim adamının yaşamı boyunca tekrar tekrar değişikliklere uğradı.

Bir maddenin izotop bileşeni bağıl atom ağırlığı doğruluk değerini etkiler

Elementlerin atom kütleleri dikkate alındığında her elementin doğruluğunun farklı olduğunu fark edeceksiniz. Örneğin, lityum için dört basamaklı, flor için ise sekiz basamaklıdır.

Sorun, her elementin izotop bileşeninin farklı olması ve sabit olmamasıdır. Örneğin sıradan su üç tip hidrojen izotopu içerir. Bunlar sıradan hidrojene ek olarak döteryum ve trityumu içerir.

Hidrojen izotoplarının bağıl atom kütlesi sırasıyla iki ve üçtür. “Ağır” su (döteryum ve trityumdan oluşur) daha az kolay buharlaşır. Bu nedenle buhar halindeki suyun izotopları sıvı haline göre daha azdır.

Canlı organizmaların farklı izotoplara karşı seçiciliği

Canlı organizmaların karbona karşı seçici bir özelliği vardır. Organik moleküller oluşturmak için bağıl atom kütlesi on iki olan karbon kullanılır. Bu nedenle organik kökenli maddeler ile kömür ve petrol gibi bazı mineraller inorganik maddelere göre daha az izotop içeriği içerir.
Kükürtü işleyen ve biriktiren mikroorganizmalar, geride kükürt izotopu 32'yi bırakır. Bakterilerin işlemediği bölgelerde kükürt izotop oranı 34'tür, yani çok daha yüksektir. Jeologlar, toprak kayalarındaki kükürt oranına dayanarak, katmanın kökeninin doğası hakkında (mağmatik veya tortul bir yapıya sahip olup olmadığı) bir sonuca varırlar.

Tüm kimyasal elementlerden yalnızca birinin izotopu yoktur - flor. Bu nedenle bağıl atom kütlesi diğer elementlere göre daha doğrudur.

Doğada kararsız maddelerin varlığı

Bazı elemanlar için bağıl kütle köşeli parantez içinde gösterilir. Gördüğünüz gibi bunlar uranyumdan sonra yer alan elementlerdir. Gerçek şu ki, kararlı izotoplara sahip değiller ve radyoaktif radyasyonun salınmasıyla bozunuyorlar. Bu nedenle en kararlı izotop parantez içinde gösterilmiştir.

Zamanla bazılarından yapay koşullar altında kararlı bir izotop elde etmenin mümkün olduğu ortaya çıktı. Periyodik tablodaki bazı transuranyum elementlerin atom kütlelerini değiştirmek gerekiyordu.

Yeni izotopların sentezlenmesi ve ömürlerinin ölçülmesi sürecinde bazen yarılanma ömrü milyonlarca kat daha uzun olan nüklidlerin keşfedilmesi mümkün olabiliyordu.

Bilim yerinde durmuyor; kimya ve doğadaki çeşitli süreçler arasındaki yeni unsurlar, yasalar ve ilişkiler sürekli keşfediliyor. Bu nedenle kimyanın ve Mendeleev'in periyodik kimyasal elementler sisteminin bundan yüz yıl sonra gelecekte nasıl ortaya çıkacağı belirsiz ve belirsizdir. Ancak kimyagerlerin geçtiğimiz yüzyıllarda biriktirdiği çalışmaların torunlarımızın yeni, daha ileri düzeyde bilgisine hizmet edeceğine inanmak isterim.

Herhangi bir kimyasal elementin temel özelliklerinden biri göreceli atom kütlesidir.

(Bir atomik kütle birimi, kütlesi 12 amu olarak alınan bir karbon atomunun kütlesinin 1/12'sidir ve1,66 10 24 G.

Amu başına element atomlarının kütleleri karşılaştırılarak, bağıl atom kütlesinin (Ar) sayısal değerleri bulunur.

Bir elementin bağıl atom kütlesi, atomunun kütlesinin, karbon atomunun kütlesinin 1/12'sinden kaç kat daha büyük olduğunu gösterir.

Örneğin oksijen için Ar(O) = 15,9994 ve hidrojen için Ar(H) = 1,0079.

Basit ve karmaşık maddelerin molekülleri için şunları belirleyin: bağıl moleküler ağırlık, sayısal olarak molekülü oluşturan tüm atomların atom kütlelerinin toplamına eşittir. Örneğin suyun molekül ağırlığı H2O'dur.

Mg (H2O) = 2 1,0079 + 1 15,9994 = 18,0153.

Avogadro yasası

Kimyada, kütle ve hacim birimlerinin yanı sıra, mol adı verilen bir maddenin miktar birimi de kullanılır.

!MOL (v) - 0,012 kg (12 g) karbon izotopu “C”de bulunan atom sayısı kadar yapısal birim (moleküller, atomlar, iyonlar) içeren bir maddenin miktarının ölçüm birimi.

Bu, herhangi bir maddenin 1 molünün aynı sayıda yapısal birim içerdiği anlamına gelir; 6,02 10 23 . Bu miktara denir Avogadro sabiti(tanım NA, boyut 1/mol).

İtalyan bilim adamı Amadeo Avogadro, 1811'de daha sonra deneysel verilerle doğrulanan ve daha sonra adı verilen bir hipotez ortaya attı. Avogadro yasası. Tüm gazların eşit derecede sıkıştırıldığına (Boyle-Marriott yasası) ve aynı termal genleşme katsayılarına (Gay-Lussac yasası) sahip olduğuna dikkat çekti. Bu bağlamda şunu önerdi:

Aynı koşullar altında farklı gazların eşit hacimleri aynı sayıda molekül içerir.

Aynı koşullar altında (genellikle normal koşullardan bahsederiz: mutlak basınç 1013 milibar ve sıcaklık 0 ° C'dir), tüm gazların molekülleri arasındaki mesafe aynıdır ve moleküllerin hacmi ihmal edilebilir düzeydedir. Yukarıdakilerin hepsini göz önünde bulundurarak aşağıdaki varsayımı yapabiliriz:

!aynı koşullar altında eşit hacimdeki gazlar şunları içeriyorsa Aynı sayıda molekül varsa, aynı sayıda molekül içeren kütlelerin hacimleri de aynı olmalıdır.

Başka bir deyişle,

Aynı koşullar altında herhangi bir gazın 1 mol'ü aynı hacmi kaplar. Normal koşullar altında herhangi bir gazın 1 mol'ü bir hacim kaplar v, 22,4 l'ye eşittir. Bu hacme denirgazın molar hacmi (boyut l/mol veya m³ / mol).

Normal koşullar altında gazın molar hacminin kesin değeri (basınç 1013 milibar ve sıcaklık 0 ° C) 22,4135 ± 0,0006 l/mol. Standart koşullar altında (T=+15° C, basınç = 1013 mbar) 1 mol gaz 23,6451 litre hacim kaplar veT=+20°C ve 1013 mbar basınçta, 1 mol yaklaşık 24,2 litre hacim kaplar.

Sayısal açıdan molar kütle, atomların ve moleküllerin (amu cinsinden) kütleleriyle ve bağıl atomik ve moleküler kütlelerle çakışır.

Sonuç olarak, herhangi bir maddenin 1 molünün gram cinsinden kütlesi, bu maddenin atomik kütle birimleriyle ifade edilen moleküler kütlesine sayısal olarak eşittir.

Örneğin M(O2) = 16a. em 2 = 32 a. yani 1 mol oksijen 32 g'a karşılık gelir.Aynı koşullar altında ölçülen gazların yoğunluklarına molar kütleleri denir. Sıvılaştırılmış gazların gaz taşıyıcıları üzerinde taşınması sırasında pratik problemlerin ana hedefi moleküler maddeler (sıvılar, buharlar, gazlar) olduğundan, aranan ana miktarlar molar kütle olacaktır. M(g/mol), madde miktarı v mol ve kütle olarak T Gram veya kilogram cinsinden maddeler.

Belirli bir gazın kimyasal formülünü bilerek, sıvılaştırılmış gazların taşınması sırasında ortaya çıkan bazı pratik sorunları çözebilirsiniz.

Örnek 1. Bir güverte tankı 22 ton sıvılaştırılmış etilen içerir (İLE2 N4 ). Üflemeden sonra tankların sıcaklığı 0 ° C ve basınç 1013 milibar ise, gemide her biri 5000 m3 hacimli üç kargo tankını üflemeye yetecek kadar kargo olup olmadığının belirlenmesi gerekir.

1. Etilenin moleküler ağırlığını belirleyin:

M = 2 12,011 + 4 1,0079 = 28,054 g/mol.

2. Normal koşullar altında etilen buharının yoğunluğunu hesaplayın:

ρ = M/V = 28,054: 22,4 = 1,232 g/l.

3. Normal koşullar altında kargo buharının hacmini bulun:

22∙10 6: 1,252= 27544 m3.

Kargo tanklarının toplam hacmi 15.000 m3'tür. Sonuç olarak, gemide tüm kargo tanklarını etilen buharıyla temizlemeye yetecek kadar kargo bulunmaktadır.

Örnek 2. Ne kadar propan olduğunu belirlemek gerekir. (İLE3 N8 ) Toplam kapasitesi 8000 m3 olan kargo tanklarının temizlenmesi için, tankların sıcaklığı +15 ° C ise ve tahliyenin bitiminden sonra tanktaki propan buharının basıncı 1013 milibarı geçmezse gerekli olacaktır.

1. Propanın molar kütlesini belirleyin İLE3 N8

M = 3 12,011 + 8 1,0079 = 44,1 g/mol.

2. Tankları temizledikten sonra propan buhar yoğunluğunu belirleyelim:

ρ = M: v = 44,1: 23,641 = 1,865 kg/m3.

3. Buhar yoğunluğunu ve hacmini bilerek, tankı boşaltmak için gereken toplam propan miktarını belirleriz:

m = ρ v = 1,865 8000 = 14920 kg ≈ 15 t.

Talimatlar

İhtiyacınız olan tek şey Periyodik Tablodur. İçinde her öğeye kesin olarak tanımlanmış bir yer atanır - bir "hücre" veya "hücre". Herhangi bir hücrede aşağıdaki bilgileri içeren bilgi vardır: bir atomun çekirdeğindeki proton sayısına ve pozitif yükünün büyüklüğüne karşılık gelen, sıralı (atomik) bir veya iki Latin harfinden oluşan bir element, dağılımı elektronik seviyeler ve alt seviyeler arasındaki elektronlar. Ve çok önemli bir miktar daha var - aynı atom kütlesi, bu elementin bir atomunun referans karbon biriminden kaç kat daha ağır olduğunu gösterir.

Belirli bir örneği düşünün. Periyodik Tabloda 11 numarada bulunan alkali metal sodyumu alın. Burada gösterilen bağıl atom kütlesi yaklaşık 22,99 amu'dur. (atom kütle birimleri). Bu, her bir sodyum atomunun referans karbon biriminden yaklaşık 22,99 kat daha ağır olduğu anlamına gelir. Yuvarlak anlamda bu değeri 23 olarak alabiliriz. Dolayısıyla kütlesi 23 * 1,66 * 10 üssü -24 = 3,818 * 10 üssü -23 gramdır. Veya 3,818*10 üssü -26 kg. Sodyum atomunun mutlak kütlesini hesapladınız.

Ancak elbette bu tür miktarların hesaplamalarda kullanılması son derece sakıncalıdır. Bu nedenle kural olarak bağıl atom kütleleri kullanılır. Ve aynı sodyumun bağıl atom kütlesi yaklaşık olarak 22,99 amu'dur.

Periyodik Tablodaki herhangi bir elementin bağıl atom kütlesi gösterilir. İhtiyaç duyulması halinde bağıl atom kütlesinin değerini karbon biriminin değeriyle (1,66*10 üzeri -24 gramın kuvveti) çarparak mutlak atom kütlesini kolayca hesaplayabilirsiniz.

Konuyla ilgili video

Kimya kesin bir bilimdir, bu nedenle farklı maddeleri karıştırırken onların kesin oranlarını bilmeniz yeterlidir. Bunu yapmak için bir maddenin kütlesini bulmanız gerekir. Bu, bildiğiniz miktarlara bağlı olarak çeşitli şekillerde yapılabilir.

Talimatlar

Bir maddenin değerini ve miktarını biliyorsanız, maddenin miktarının değerini molar kütlesiyle (m(x) = n*M) çarparak maddenin kütlesini belirlemek için başka bir formül kullanın. Bir maddenin miktarı bilinmiyor ancak içindeki molekül sayısı veriliyorsa Avogadro sayısını kullanın. Maddenin molekül sayısını (N) Avogadro sayısına (NA=6,022x1023) bölerek madde miktarını bulun: n=N/NA ve bunu yukarıdaki formülde yerine koyun.

Karmaşık bir maddenin molar kütlesini bulmak için onu oluşturan tüm bileşenlerin atomik kütlelerini toplayın. İlgili elemanların tanımlarında D.I. Mendeleev'in tablosundan atom kütlelerini alın (kolaylık sağlamak için atom kütlelerini ilk ondalık basamağa yuvarlayın). Daha sonra molar kütle değerini yerine koyarak formülde ilerleyin. Endeksleri unutmayın: Kimyasal formüldeki elementin endeksi nedir (yani maddede kaç atom vardır), atom kütlesi bu miktarla çarpılmalıdır.

Bir çözeltiyle uğraşmanız gerekiyorsa ve istenen maddenin kütle fraksiyonunu biliyorsanız, bu maddenin kütlesini belirlemek için, maddenin kütle fraksiyonunu tüm çözeltinin kütlesiyle çarpın ve sonucu% 100'e bölün ( m(x) = a*m/%100.

Bir maddenin reaksiyonu için bir denklem oluşturun, alınan veya tüketilen maddenin miktarını hesaplayın ve ardından elde edilen madde miktarını size verilen formülde yerine koyun.

İçerik:

Atom kütlesi bir atomu veya molekülü oluşturan tüm protonların, nötronların ve elektronların kütlelerinin toplamıdır. Proton ve nötronlarla karşılaştırıldığında elektronların kütlesi çok küçüktür, dolayısıyla hesaplamalarda dikkate alınmaz. Her ne kadar bu resmi olarak doğru olmasa da, bu terim sıklıkla bir elementin tüm izotoplarının ortalama atom kütlesini ifade etmek için kullanılır. Bu aslında bağıl atom kütlesidir, aynı zamanda atom ağırlığı eleman. Atom ağırlığı, doğada bulunan bir elementin tüm izotoplarının atom kütlelerinin ortalamasıdır. Kimyagerler işlerini yaparken bu iki tür atom kütlesi arasında ayrım yapmalıdır; örneğin yanlış bir atom kütlesi, bir reaksiyonun verimi açısından yanlış bir sonuca yol açabilir.

Adımlar

1 Periyodik element tablosundan atom kütlesini bulma

1. 1 Atom kütlesinin nasıl yazıldığını öğrenin. Atom kütlesi, yani belirli bir atom veya molekülün kütlesi, standart SI birimleri (gram, kilogram vb.) cinsinden ifade edilebilir. Bununla birlikte, bu birimlerle ifade edilen atomik kütleler son derece küçük olduğundan, genellikle birleşik atomik kütle birimleri veya kısaca amu cinsinden yazılırlar. – atomik kütle birimleri. Bir atomik kütle birimi, standart izotop karbon-12'nin kütlesinin 1/12'sine eşittir.
   • Atomik kütle birimi kütleyi karakterize eder Belirli bir elementin gram cinsinden bir molü. Bu değer, belirli bir maddenin belirli sayıda atomunun veya molekülünün kütlesini mollere veya tam tersine kolayca dönüştürmek için kullanılabildiğinden pratik hesaplamalarda çok faydalıdır.
2. 2 Periyodik tablodaki atom kütlesini bulun.Çoğu standart periyodik tablo, her bir elementin atomik kütlelerini (atom ağırlıklarını) içerir. Tipik olarak element hücresinin alt kısmında, kimyasal elementi temsil eden harflerin altında bir sayı olarak listelenirler. Genellikle bu bir tam sayı değil, ondalık kesirdir.
   • Periyodik tabloda her bir element için verilen tüm bağıl atom kütlelerinin ortalama değerler. Kimyasal elementler farklı izotoplar– atom çekirdeğindeki fazladan veya eksik nötronlardan dolayı farklı kütlelere sahip kimyasal türler. Bu nedenle periyodik tabloda listelenen bağıl atom kütleleri, belirli bir elementin atomları için ortalama olarak kullanılabilir, ancak Olumsuz belirli bir elementin bir atomunun kütlesi olarak.
   • Periyodik tabloda verilen bağıl atom kütleleri, atom ve moleküllerin molar kütlelerini hesaplamak için kullanılır. A.m.u cinsinden ifade edilen atom kütleleri (periyodik tabloda olduğu gibi) esasen boyutsuzdur. Bununla birlikte, basitçe atom kütlesini 1 g/mol ile çarparak, bir elementin yararlı bir özelliğini elde ederiz - bu elementin bir mol atomunun kütlesi (gram cinsinden).
3. 3 Periyodik tablonun elementlerin ortalama atomik kütlelerini verdiğini unutmayın. Daha önce belirtildiği gibi, periyodik tablodaki her bir element için verilen bağıl atom kütleleri, atomun tüm izotoplarının kütlelerinin ortalamasıdır. Bu ortalama değer birçok pratik amaç için değerlidir: örneğin, birkaç atomdan oluşan moleküllerin hesaplanmasında kullanılır. Ancak bireysel atomlarla uğraştığınızda bu değer genellikle yeterli değildir.
   • Ortalama atom kütlesi birkaç izotopun ortalaması olduğundan, periyodik tabloda gösterilen değer kesin herhangi bir atomun atom kütlesinin değeri.
   • Bireysel atomların atom kütleleri, tek bir atomdaki proton ve nötronların tam sayısı dikkate alınarak hesaplanmalıdır.

2 Tek bir atomun atom kütlesinin hesaplanması

1. 1 Belirli bir elementin veya izotopunun atom numarasını bulun. Atom numarası bir elementin atomlarındaki proton sayısıdır ve asla değişmez. Örneğin tüm hidrojen atomları ve sadece bir protonları var. Sodyumun atom numarası 11'dir çünkü çekirdeğinde on bir proton vardır, oksijenin atom numarası ise çekirdeğinde sekiz proton olduğundan dolayı sekizdir. Herhangi bir elementin atom numarasını periyodik tabloda bulabilirsiniz - neredeyse tüm standart versiyonlarında bu sayı, kimyasal elementin harf tanımının üzerinde belirtilmiştir. Atom numarası her zaman pozitif bir tam sayıdır.
   • Karbon atomuyla ilgilendiğimizi varsayalım. Karbon atomlarının her zaman altı protonu vardır, dolayısıyla atom numarasının 6 olduğunu biliyoruz. Ayrıca periyodik tabloda karbonlu (C) hücrenin tepesinde atomun atom olduğunu belirten "6" sayısının bulunduğunu görüyoruz. karbon sayısı altıdır.
   • Bir elementin atom numarasının, periyodik tablodaki göreceli atom kütlesiyle benzersiz bir şekilde ilişkili olmadığını unutmayın. Özellikle tablonun üst kısmında yer alan elementler için, bir elementin atom kütlesi, atom numarasının iki katı gibi görünse de, hiçbir zaman atom numarası ikiyle çarpılarak hesaplanmaz.
2. 2 Çekirdekteki nötron sayısını bulun. Nötron sayısı aynı elementin farklı atomları için farklı olabilir. Aynı elementin aynı sayıda protona sahip iki atomu farklı sayıda nötronlara sahip olduğunda, bunlar o elementin farklı izotoplarıdır. Hiçbir zaman değişmeyen proton sayısından farklı olarak, belirli bir elementin atomlarındaki nötron sayısı sıklıkla değişebilir, dolayısıyla bir elementin ortalama atom kütlesi, iki bitişik tam sayı arasında yer alan bir değerle ondalık kesir olarak yazılır.
   • Nötron sayısı elementin izotop sembolü ile belirlenebilir. Örneğin karbon-14, doğada bulunan karbon-12'nin radyoaktif bir izotopudur. Çoğu zaman izotop numarası, element sembolünden önce bir üst simge numarası olarak gösterilir: 14 C. Nötron sayısı, izotop sayısından proton sayısının çıkarılmasıyla bulunur: 14 – 6 = 8 nötron.
   • İlgilendiğimiz karbon atomunun altı nötronun (12 C) olduğunu varsayalım. Karbonun en yaygın izotopudur ve bu elementin tüm atomlarının yaklaşık %99'unu oluşturur. Ancak karbon atomlarının yaklaşık %1'i 7 nötrona (13 C) sahiptir. Diğer karbon atomu türleri 7'den fazla veya 6'dan az nötrona sahiptir ve çok küçük miktarlarda bulunur.
3. 3 Proton ve nötron sayısını toplayın. Bu, bu atomun atom kütlesi olacaktır. Çekirdeği çevreleyen elektronların sayısını göz ardı edin; toplam kütleleri son derece küçüktür, dolayısıyla hesaplamalarınız üzerinde neredeyse hiçbir etkileri yoktur.
   • Karbon atomumuz 6 proton + 6 nötron = 12'dir. Dolayısıyla bu karbon atomunun atom kütlesi 12'dir. Eğer "karbon-13" izotopu olsaydı 6 proton + 7 nötron = atom ağırlığına sahip olduğunu bilirdik. 13.
   • Gerçekte karbon-13'ün atom kütlesi 13,003355'tir ve bu değer deneysel olarak belirlendiği için daha doğrudur.
   • Atom kütlesi izotop sayısına çok yakındır. Hesaplama kolaylığı açısından izotop sayısının genellikle atom kütlesine eşit olduğu varsayılır. Deneysel olarak belirlenen atom kütle değerleri, elektronların katkısının çok küçük olması nedeniyle izotop sayısından biraz daha büyüktür.

3 Bir elementin bağıl atom kütlesinin (atom ağırlığı) hesaplanması

1. 1 Numunede hangi izotopların bulunduğunu belirleyin. Kimyacılar genellikle belirli bir numunenin izotop oranlarını kütle spektrometresi adı verilen özel bir alet kullanarak belirler. Ancak eğitimlerde bu veriler size ödevlerde, testlerde vb. bilimsel literatürden alınan değerler şeklinde sunulacaktır.
   • Bizim durumumuzda iki izotopla uğraştığımızı varsayalım: karbon-12 ve karbon-13.
2. 2 Numunedeki her izotopun göreceli bolluğunu belirleyin. Her element için farklı oranlarda farklı izotoplar oluşur. Bu oranlar neredeyse her zaman yüzde olarak ifade edilir. Bazı izotoplar çok yaygınken diğerleri çok nadirdir; bazen o kadar nadirdir ki tespit edilmesi zordur. Bu değerler kütle spektrometresi kullanılarak belirlenebilir veya bir referans kitabında bulunabilir.
   • Karbon-12 konsantrasyonunun %99, karbon-13 konsantrasyonunun ise %1 olduğunu varsayalım. Diğer karbon izotopları Gerçekten vardır, ancak miktarları o kadar küçüktür ki bu durumda ihmal edilebilirler.
3. 3 Her izotopun atom kütlesini numunedeki konsantrasyonuyla çarpın. Her izotopun atom kütlesini yüzde bolluğuyla (ondalık sayı olarak ifade edilir) çarpın. Yüzdeleri ondalık sayıya dönüştürmek için bunları 100'e bölmeniz yeterlidir. Ortaya çıkan konsantrasyonların toplamı her zaman 1 olmalıdır.
   • Numunemiz karbon-12 ve karbon-13 içeriyor. Numunenin %99'unu karbon-12 ve %1'ini karbon-13 oluşturuyorsa, 12'yi (karbon-12'nin atomik kütlesi) 0,99 ile ve 13'ü (karbon-13'ün atomik kütlesi) 0,01 ile çarpın.
   • Referans kitapları, belirli bir elementin tüm izotoplarının bilinen miktarlarına dayalı olarak yüzdeler verir. Çoğu kimya ders kitabı bu bilgiyi kitabın sonundaki bir tabloda içerir. İncelenmekte olan numune için izotopların bağıl konsantrasyonları bir kütle spektrometresi kullanılarak da belirlenebilir.
4. 4 Sonuçları toplayın.Önceki adımda elde ettiğiniz çarpma sonuçlarını toplayın. Bu işlemin sonucunda elementinizin bağıl atom kütlesini, yani söz konusu elementin izotoplarının atom kütlelerinin ortalama değerini bulacaksınız. Bir elementin belirli bir izotopu yerine bir bütün olarak ele alındığında bu değer kullanılır.
   • Örneğimizde karbon-12 için 12 x 0,99 = 11,88 ve karbon-13 için 13 x 0,01 = 0,13. Bizim durumumuzda bağıl atom kütlesi 11,88 + 0,13 = 12,01 .

• Bazı izotoplar diğerlerinden daha az kararlıdır: çekirdekte daha az proton ve nötron bulunan elementlerin atomlarına parçalanarak atom çekirdeğini oluşturan parçacıkları serbest bırakırlar. Bu tür izotoplara radyoaktif denir.

1961'den bu yana, bağıl atom ve moleküler kütlenin standart birimi, karbon izotopunun (karbon birimi olarak adlandırılır) 1/12'si olmuştur. Dolayısıyla bağıl atom kütlesi, bir kimyasal elementin atomunun mutlak kütlesinin bir karbon biriminden kaç kat daha büyük olduğunu gösteren bir sayıdır. Karbon biriminin kütlesi 1,66*10 üzeri -24 gramdır. Bağıl atom kütlesini nasıl bulabilirsiniz?

Talimatlar

• İhtiyacınız olan tek şey Periyodik Tablodur. İçinde her öğeye kesin olarak tanımlanmış bir yer atanır - bir "hücre" veya "hücre". Herhangi bir hücrede aşağıdaki bilgileri içeren bilgi bulunur: Latin alfabesinin bir veya iki harfinden oluşan elementin sembolü, bir atomun çekirdeğindeki proton sayısına ve büyüklüğüne karşılık gelen sıralı (atomik) bir sayı. pozitif yükü, elektronların elektronik seviyeler ve alt seviyeler arasındaki dağılımı. Ve çok önemli bir miktar daha var - aynı bağıl atom kütlesi, bu elementin bir atomunun referans karbon biriminden kaç kat daha ağır olduğunu gösterir.
• Belirli bir örneği düşünün. Periyodik Tabloda 11 numarada bulunan alkali metal sodyumu alın. Burada gösterilen bağıl atom kütlesi yaklaşık 22,99 amu'dur. (atom kütle birimleri). Bu, her bir sodyum atomunun referans karbon biriminden yaklaşık 22,99 kat daha ağır olduğu anlamına gelir. Yuvarlak anlamda bu değeri 23 olarak alabiliriz. Dolayısıyla kütlesi 23 * 1,66 * 10 üssü -24 = 3,818 * 10 üssü -23 gramdır. Veya 3,818*10 üssü -26 kg. Sodyum atomunun mutlak kütlesini hesapladınız.
• Ancak elbette bu tür miktarların hesaplamalarda kullanılması son derece sakıncalıdır. Bu nedenle kural olarak bağıl atom kütleleri kullanılır. Ve aynı sodyumun bağıl atom kütlesi yaklaşık olarak 22,99 amu'dur.
• Periyodik Tablodaki herhangi bir elementin bağıl atom kütlesi gösterilir. İhtiyaç duyulması halinde bağıl atom kütlesinin değerini karbon biriminin değeriyle (1,66*10 üzeri -24 gramın kuvveti) çarparak mutlak atom kütlesini kolayca hesaplayabilirsiniz.