Hoe een atoommassa te berekenen

Atoom massa is de som van alle protonen, neutronen en elektronen in een enkel atoom of molecuul. De massa van een elektron is echter zo klein, het wordt beschouwd als te verwaarlozen en niet inbegrepen in de berekening. Hoewel technisch onjuist is, wordt de term ook vaak gebruikt om naar de gemiddelde atoommassa van alle isotopen van één element. Deze tweede definitie is eigenlijk de relatieve atomaire massa, ook bekend als de atoomgewicht, van een element. Het atoomgewicht houdt rekening met het gemiddelde van de massa`s van nature voorkomende isotopen van hetzelfde element. Chemici moeten onderscheid maken tussen deze twee soorten atomaire massa om hun werk te begeleiden - een onjuiste waarde voor atomaire massa kan bijvoorbeeld leiden tot een onjuiste berekening van de opbrengst van een experiment.

Stappen

Methode 1 van 3:
Het vinden van atoommassa-lezingen op het periodiek systeem
  1. Titel afbeelding Bereken Atomic Mass Stap 1
1. Begrijp hoe atomische massa wordt vertegenwoordigd. Atoommassa, de massa van een bepaald atoom of molecuul, kan worden uitgedrukt in standaard SI-massa-eenheden - gram, kilogram, enz. Omdat atomaire massa`s, wanneer deze in deze voorwaarden zijn uitgedrukt, wordt echter ongelooflijk kleine, atomaire massa uitgedrukt in uniforme atoommassa-eenheden (meestal ingekort tot "u" of "amu") of in Dalton`s (DA). De standaard voor één atomaire massa-eenheid is gelijk aan 1 / 12e van de massa van een standaard carbon-12-isotoop.
  • Atomaire massa-eenheden vertellen de massa van één mol van een bepaald element of molecuul in gram. Dit is een zeer nuttige eigenschap als het gaat om praktische berekeningen, omdat het eenvoudige omzetting tussen de massa en mollen van een bepaalde hoeveelheid atomen of moleculen van hetzelfde type mogelijk maakt.
  • Titel afbeelding Bereken Atomic Mass Stap 2
    2. Lokaliseer de atoommassa op het periodiek systeem. De meeste standaard periodieke tabellen lijst de relatieve atomaire massa`s (atomaire gewichten) van elk element. Dit wordt bijna altijd geschreven als een getal aan de onderkant van het deel van het element op de tafel, onder één of twee-letterige chemische symbool. Dit nummer wordt meestal uitgedrukt als een decimaal in plaats van als een geheel getal.
  • Merk op dat de relatieve atomaire massa`s die op de periodieke tabel zijn vermeld gemiddelde Waarden voor het bijbehorende element. Chemische elementen hebben anders isotopen - Chemische vormen die in massa verschillen vanwege de toevoeging of aftrekking van een of meer neutronen aan de Nucleus van het Atom. Aldus is de relatieve atomaire massa die op het periodiek systeem wordt vermeld, geschikt als een gemiddelde waarde voor atomen van een bepaald element, maar niet als de massa van een enkel atoom van dat element.
  • Relatieve atomaire massa`s, zoals vermeld op het periodiek systeem, worden gebruikt om molaire massa`s voor atomen en moleculen te berekenen. Atoommassa`s, bij uitgedrukt in Amu, zoals op het periodiek systeem, zijn technisch eenheid. Door eenvoudigweg een atoommassa met 1 g / mol te vermenigvuldigen, wordt een werkbare hoeveelheid verkregen voor de molaire massa van een element - de massa (in gram) van één mol van de atomen van een element.
  • Bijvoorbeeld, de atoommassa van ijzer is 55.847 amu, wat betekent dat één mol ijzeratomen 55 zou wegen.847 gram.
  • Titel afbeelding Bereken Atomic Mass Stap 3
    3. Begrijp dat periodieke tabelwaarden een gemiddelde atoommassa voor een element zijn. Zoals opgemerkt is, zijn de relatieve atomaire massa`s die voor elk element op de periodieke tabel zijn vermeld, gemiddelde waarden van alle isotopen van een Atom. Deze gemiddelde waarde is waardevol voor veel praktische berekeningen - zoals bijvoorbeeld het berekenen van de molaire massa van een molecuul bestaande uit verschillende atomen. Bij het omgaan met individuele atomen is dit aantal soms onvoldoende.
  • Omdat het een gemiddelde van verschillende soorten isotopen is, is de waarde op de periodieke tabel niet de exact waarde voor de atoommassa van een enkele atoom.
  • De atoommassa`s voor individuele atomen moeten worden berekend door rekening te houden met het exacte aantal protonen en neutronen in één atoom.
    • Methode 2 van 3:
    Het berekenen van de atoommassa voor een individueel atoom
    1. Titel afbeelding Bereken Atomic Mass Stap 4
    1. Zoek het atoomnummer van het element of isotoop. Het atoomnummer is het aantal protonen in een element en varieert nooit. Bijvoorbeeld alle waterstofatomen en enkel en alleen waterstofatomen, hebben 1 proton. Natrium heeft een atoomnummer van 11 omdat de nucleus 11 protonen heeft, terwijl zuurstof een atoomgetal van 8 heeft omdat de kern heeft 8 protonen. U vindt het atoomnummer van elk element op de periodieke tabel - in bijna alle standaard periodieke tabellen: het is het nummer boven een element 1 of 2-letters-symbool. Dit nummer zal altijd een positief geheel getal zijn.
    • Laten we zeggen dat we werken met het koolstofatoom. Koolstof heeft altijd 6 protonen, dus we weten dat het atoomnummer 6 is. We kunnen ook zien op de periodieke tabel die het vierkant voor koolstof (C) een "6" Aan de bovenkant, betekent dat het atoomnummer van de koolstof 6 is.
    • Merk op dat het atoomnummer van een element geen directe lager heeft op zijn relatieve atomaire massa zoals vermeld op de periodieke tabel. Hoewel, vooral onder elementen aan de bovenkant van de periodieke tabel, lijkt het misschien dat een atoommassa van een atomen ongeveer twee keer zijn atoomnummer is, de atomaire massa wordt nooit berekend door het atoomnummer van een element te verdubbelen.
  • Titel afbeelding Bereken Atomic Mass Stap 5
    2. Zoek het aantal neutronen in de kern. Het aantal neutronen kan variëren onder de atomen van een bepaald element. Terwijl 2 atomen met hetzelfde aantal protonen en verschillende aantallen neutronen beide hetzelfde element zijn, zijn ze verschillende isotopen van dat element. In tegenstelling tot het aantal protonen in een element, dat nooit verandert, kan het aantal neutronen in atomen van een bepaald element vaak genoeg variëren dat de gemiddelde atomaire massa van het element moet worden uitgedrukt als een decimale waarde tussen twee hele getallen.
  • Het aantal neutronen kan worden bepaald door de benaming van het element isotoop. Carbon-14 is bijvoorbeeld een natuurlijk voorkomende radioactieve isotoop van koolstof-12. U ziet vaak een isotoop die is aangewezen met het nummer als een superscript vóór het elementsymbool: C. Het aantal neutronen wordt berekend door het aantal protonen uit het isotoopnummer af te trekken: 14 - 6 = 8 neutronen.
  • Laten we zeggen dat het koolstofatoom waarmee we werken met zes neutronen (C). Dit is verreweg de meest voorkomende isotoop van koolstof, goed voor bijna 99% van alle koolstofatomen. Ongeveer 1% van de koolstofatomen heeft echter 7 neutronen (C). Andere soorten koolstofatomen met meer of minder dan 6 of 7 neutronen bestaan ​​in zeer kleine hoeveelheden.
  • Titel afbeelding Bereken Atomic Mass Stap 6
    3. Voeg het aantal proton en neutronen toe. Dit is de atoommassa van dat atoom. Maak je geen zorgen over het aantal elektronen dat de kern is in de kern - hun gecombineerde massa is heel erg klein, dus in de meeste praktische gevallen zal het je antwoord niet significant beïnvloeden.
  • Ons koolstofatoom heeft 6 protonen + 6 neutronen = 12. De atoommassa van dit specifieke koolstofatoom is 12. Als het een was koolstof-13 Isotoop, aan de andere kant, we zouden weten dat het 6 protonen + 7 neutronen heeft = een atoomgewicht van 13.
  • Het daadwerkelijke atoomgewicht van koolstof-13 is 13.003355, en is nauwkeuriger omdat het experimenteel is bepaald.
  • Atoommassa is heel dicht bij het isotoopnummer van een element. Voor basisberekeningsdoeleinden is de isotoop-nummer gelijk aan atomaire massa. Wanneer ze experimenteel worden bepaald, is de atoommassa iets hoger dan het isotoopnummer als gevolg van de zeer kleine massale bijdrage van elektronen.
    • Methode 3 van 3:
    Relatieve atoommassa (atoomgewicht) voor een element berekenen
    1. Titel afbeelding Bereken Atomic Mass Stap 7
    1. Bepalen welke isotopen in het monster zijn. Chemici bepalen vaak de relatieve proporties van isotopen in een bepaald monster met behulp van een speciaal gereedschap dat een massaspectrometer wordt genoemd. Op chemie van de student-niveau wordt deze informatie echter vaak voor u verstrekt op schooltests, enz., in de vorm van vastgestelde waarden uit de wetenschappelijke literatuur.
    • Voor onze doeleinden, laten we zeggen dat we werken met de isotopen Carbon-12 en Carbon-13.
  • Titel afbeelding Bereken Atomic Mass Stap 8
    2. Bepaal de relatieve abundantie van elke isotoop in het monster. Binnen een bepaald element verschijnen verschillende isotopen in verschillende proporties. Deze verhoudingen worden bijna altijd uitgedrukt als percentages. Sommige isotopen zullen heel gewoon zijn, terwijl anderen erg zeldzaam zullen zijn - soms, zo zeldzaam dat ze nauwelijks kunnen worden gedetecteerd. Deze informatie kan worden bepaald via massaspectrometrie of vanuit een referentieboek.
  • Laten we zeggen dat de overvloed aan koolstof-12 99% is en de overvloed aan koolstof-13 is 1%. Andere koolstof isotopen Doen Bestaan, maar ze bestaan ​​in hoeveelheden zo klein dat, voor dit voorbeeldprobleem, ze kunnen worden genegeerd.
  • Titel afbeelding Bereken Atomic Mass Stap 9
    3. Vermenigvuldig de atoommassa van elke isotoop door zijn verhouding in het monster. Vermenigvuldig de atoommassa van elke isotoop door zijn percentage overvloed (geschreven als een decimaal). Om een ​​percentage naar een decimaal te converteren, deel het eenvoudig met 100. De geconverteerde percentages moeten altijd maximaal 1 toevoegen.
  • Ons monster bevat koolstof-12 en koolstof-13. Als koolstof-12 99% van het monster en koolstof-13 is 1% van het monster uit, vermenigvuldigt u 12 (de atoommassa van koolstof-12) met 0.99 en 13 (de atoommassa van koolstof-13) door 0.01.
  • Een referentieboek geeft percentage verhoudingen op basis van alle bekende hoeveelheden van isotopen. De meeste scheikunde-leerboeken omvatten deze informatie in een tabel aan het einde van het boek. Een massaspectrometer kan ook de verhoudingen opleveren voor het testen monster.
  • Titel afbeelding Bereken Atomic Mass Stap 10
    4. Voeg de resultaten toe. Som de producten van de vermenigvuldigingen die u in de vorige stap uitvoerde. Het resultaat van deze toevoeging is de relatieve atoommassa van uw element - de gemiddelde waarde van de atoommassa`s van de isotopen van uw element. Bij het bespreken van een element in het algemeen, en niet specifieke isotopen van dat element, wordt deze waarde gebruikt.
  • In ons voorbeeld 12 x 0.99 = 11.88 voor koolstof-12, terwijl 13 x 0.01 = 0.13 voor koolstof-13. De relatieve atoommassa van ons voorbeeld is 11.88 + 0.13 = 12.01.

    • Dingen die je nodig hebt

    • Chemistry Reference Book
    • Rekenmachine
    Deel in het sociale netwerk:
    Vergelijkbaar