საშუალო ატომური მასა არ არის ერთი ატომის პირდაპირი საზომი. ეს მასა არის კონკრეტული მასალის საშუალო ნიმუში ატომის ზოგადი ნიმუშისათვის. თუ თქვენ შეგიძლიათ გამოთვალოთ ატომის ერთი მილიარდიანი მასა, შეგიძლიათ გამოთვალოთ ეს მნიშვნელობა ისევე, როგორც სხვა საშუალოზე. საბედნიეროდ, არსებობს ატომური მასის გამოანგარიშების უფრო მარტივი გზა, რომელიც ემყარება სხვადასხვა იზოტოპების იშვიათობის ცნობილ მონაცემებს.
ნაბიჯი
ნაწილი 1 2 -დან: საშუალო ატომური მასის გამოთვლა
ნაბიჯი 1. იზოტოპებისა და ატომური მასების გაგება
ელემენტების უმეტესობა ბუნებრივად გვხვდება სხვადასხვა ფორმით, რომელსაც იზოტოპები ეწოდება. თითოეული იზოტოპის მასობრივი რიცხვი არის პროტონებისა და ნეიტრონების რაოდენობა მის ბირთვში. თითოეული პროტონი და ნეიტრონი იწონის 1 ატომური მასის ერთეულს (ამუ). ელემენტის ორ იზოტოპს შორის ერთადერთი განსხვავებაა ნეიტრონების რაოდენობა ატომზე, რაც გავლენას ახდენს ატომურ მასაზე. თუმცა, ელემენტებს ყოველთვის აქვთ პროტონების ერთი და იგივე რაოდენობა.
- ელემენტის საშუალო ატომური მასა გავლენას ახდენს მისი ნეიტრონების რაოდენობის ცვალებადობით და წარმოადგენს საშუალო მასას ერთ ატომზე ელემენტის ზოგად ნიმუშში.
- მაგალითად, ელემენტარულ ვერცხლს (Ag) აქვს 2 ბუნებრივად გავრცელებული იზოტოპი, კერძოდ Ag-107 და Ag-109 (ან). 107აგ და 109აგ.) იზოტოპები დასახელებულია მათი "მასობრივი რიცხვის" ან ატომში პროტონებისა და ნეიტრონების რაოდენობის მიხედვით. ეს ნიშნავს, რომ Ag-109– ს აქვს 2 ნეიტრონი უფრო მეტი ვიდრე Ag-107, ამიტომ მისი მასა ოდნავ უფრო დიდია.
ნაბიჯი 2. გაითვალისწინეთ თითოეული იზოტოპის მასა
თქვენ გჭირდებათ 2 ტიპის მონაცემები თითოეული იზოტოპისთვის. ეს მონაცემები შეგიძლიათ იხილოთ სახელმძღვანელოებში ან ინტერნეტ წყაროებში, როგორიცაა webelements.com. პირველი მონაცემი არის ატომური მასა, ან თითოეული იზოტოპის ერთი ატომის მასა. იზოტოპებს, რომლებსაც აქვთ მეტი ნეიტრონი, აქვთ უფრო დიდი მასა.
- მაგალითად, ვერცხლის იზოტოპს Ag-107 აქვს ატომური მასა 106, 90509 საშუალო სკოლა (ატომური მასის ერთეული). იმავდროულად, იზოტოპს Ag-109 აქვს ოდნავ უფრო დიდი მასა, კერძოდ 108, 90470.
- ბოლო ორი ათწილადი შეიძლება ოდნავ განსხვავდებოდეს წყაროებს შორის. ნუ შეიყვანთ რიცხვებს ფრჩხილებში ატომური მასის შემდეგ.
ნაბიჯი 3. ჩამოწერეთ თითოეული იზოტოპის სიმრავლე
ეს სიმრავლე მიუთითებს იმაზე, თუ რამდენად გავრცელებულია იზოტოპი ელემენტის შემადგენელი ყველა ატომის პროცენტული თვალსაზრისით. თითოეული იზოტოპი პროპორციულია ელემენტის სიმრავლის (რაც უფრო დიდია იზოტოპის სიჭარბე, მით უფრო დიდია გავლენა საშუალო ატომურ მასაზე). თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ეს მონაცემები იმავე წყაროებში, როგორც ატომური მასა. ყველა იზოტოპის სიჭარბე უნდა იყოს 100% (თუმცა შეიძლება იყოს მცირე შეცდომა დამრგვალების შეცდომების გამო).
- იზოტოპს Ag-107 აქვს 51,86%სიუხვე, ხოლო Ag-109 ოდნავ ნაკლებად გავრცელებული 48,14%სიჭარბით. ეს ნიშნავს, რომ ვერცხლის საერთო ნიმუში შედგება 51.86% Ag-107 და 48.14% Ag-109.
- იგნორირება გაუკეთეთ ნებისმიერ იზოტოპებს, რომელთა სიმრავლე ჩამოთვლილი არ არის. მსგავსი იზოტოპები დედამიწაზე ბუნებრივად არ გვხვდება.
ნაბიჯი 4. გადააკეთეთ სიმრავლის პროცენტული რიცხვი
გაყავით სიუხვის პროცენტი 100 -ზე, რომ მიიღოთ იგივე მნიშვნელობა ათობითი რიცხვებში.
იმავე პრობლემაში, სიმრავლის რიცხვი არის 51.86/100 = 0, 5186 და 48, 14/100 = 0, 4814.
ნაბიჯი 5. იპოვეთ სტაბილური იზოტოპის საშუალო აწონილი მასა
ელემენტის საშუალო ატომური მასა n რაოდენობის იზოტოპებით არის ტოლი (მასაიზოტოპი 1 * სიმრავლეიზოტოპი 1) + (მასაიზოტოპი 2 * სიმრავლეიზოტოპი 2) +… + (მასაn იზოტოპი * სიმრავლეn იზოტოპი რა ეს არის "შეწონილი საშუალო" მაგალითი, რაც იმას ნიშნავს, რომ რაც უფრო მეტი მასა მოიპოვება (რაც უფრო დიდია სიმრავლე) მით უფრო დიდია შედეგი შედეგზე. აქ მოცემულია, თუ როგორ გამოიყენოთ ზემოაღნიშნული ფორმულა ვერცხლზე:
-
საშუალო ატომური მასააგ = (მასა107 აგვისტო * სიმრავლე107 აგვისტო) + (მასაAg-109 * სიმრავლეAg-109)
=(106, 90509 * 0, 5186) + (108, 90470 * 0, 4814)
= 55, 4410 + 52, 4267
= 107, 8677 საშუალო სკოლა.
- შეხედეთ პერიოდულ ცხრილის ელემენტებს თქვენი პასუხის შესამოწმებლად. საშუალო ატომური მასა ჩვეულებრივ ჩამოთვლილია ელემენტის სიმბოლოს ქვემოთ.
2 ნაწილი 2: გამოთვლის შედეგების გამოყენება
ნაბიჯი 1. გადააკეთეთ მასა ატომურ რიცხვზე
საშუალო ატომური მასა გვიჩვენებს დამოკიდებულებას მასასა და ატომურ რიცხვს შორის ელემენტის ზოგად ნიმუშში. ეს სასარგებლოა ქიმიის ლაბორატორიებში, რადგან ატომური რიცხვის პირდაპირ გამოთვლა თითქმის შეუძლებელია, მაგრამ მისი მასის გამოთვლა საკმაოდ ადვილია. მაგალითად, თქვენ შეგიძლიათ აწონოთ ვერცხლის ნიმუში და შეაფასოთ, რომ მისი მასის ყოველი 107.8677 ამუ შეიცავს 1 ატომ ვერცხლს.
ნაბიჯი 2. გადააკეთეთ მოლური მასა
ატომური მასის ერთეული ძალიან მცირეა. ამრიგად, ქიმიკოსები ზოგადად იწონიან ნიმუშებს გრამებში. საბედნიეროდ, ეს კონცეფცია განისაზღვრა, რომ გარდაქმნა გაადვილებინა. უბრალოდ გაამრავლეთ საშუალო ატომური მასა 1 გ/მოლით (მოლური მასის მუდმივი), რომ მიიღოთ პასუხი გ/მოლში. მაგალითად, 107,8677 გრამი ვერცხლი შეიცავს საშუალოდ 1 მოლი ვერცხლის ატომს.
ნაბიჯი 3. იპოვეთ საშუალო მოლეკულური მასა
ვინაიდან მოლეკულა არის ატომების კრებული, თქვენ შეგიძლიათ დაამატოთ ატომების მასები მოლეკულური მასის გამოსათვლელად. თუ თქვენ იყენებთ საშუალო ატომურ მასას (არა კონკრეტული იზოტოპის მასას), შედეგი არის მოლეკულების საშუალო მასა, რომელიც ბუნებრივად გვხვდება ნიმუშში. მაგალითი:
- წყლის მოლეკულას აქვს ქიმიური ფორმულა H2O. ასე რომ, იგი შედგება 2 წყალბადის ატომისგან (H) და 1 ჟანგბადის ატომისგან (O).
- წყალბადს აქვს საშუალო ატომური მასა 1.00794 amu. იმავდროულად, ჟანგბადის ატომებს აქვთ საშუალო მასა 15,9994 amu.
- მოლეკულური მასა H2საშუალო O უდრის (1.00794) (2) + 15.9994 = 18.01528 ამუ, ექვივალენტი 18.01528 გ/მოლს.
Რჩევები
- ტერმინი ნათესავი ატომური მასა ზოგჯერ გამოიყენება როგორც საშუალო ატომური მასის სინონიმი. ამასთან, ამ ორს შორის მცირედი განსხვავებაა, რადგან ატომურ მასას არ აქვს ერთეული, მაგრამ წარმოადგენს მასას C-12 ნახშირბადის ატომთან შედარებით. იმ პირობით, რომ თქვენ იყენებთ ატომური მასის ერთეულებს თქვენი საშუალო მასის გამოთვლაში, ეს ორი მნიშვნელობა არსებითად იდენტურია.
- რამდენიმე განსაკუთრებული გამონაკლისის გარდა, პერიოდული ცხრილის მარჯვნივ მდებარე ელემენტებს აქვთ უფრო დიდი საშუალო მასა, ვიდრე მარცხენა ელემენტებს. ეს შეიძლება იყოს მარტივი გზა იმის შესამოწმებლად, აქვს თუ არა თქვენს პასუხს აზრი.
- 1 ატომური მასის ერთეული განისაზღვრება როგორც C-12 ნახშირბადის ატომის მასის 1/12.
- იზოტოპების სიმრავლე გამოითვლება დედამიწაზე ბუნებრივად არსებული ნიმუშების საფუძველზე. არაჩვეულებრივ ნაერთებს, როგორიცაა მეტეორიტები ან ლაბორატორიული ნიმუშები, შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული იზოტოპების კოეფიციენტები და შედეგად, განსხვავებული საშუალო ატომური მასები.
- ფრჩხილებში ატომური მასის შემდეგ რიცხვი წარმოადგენს ბოლო ციფრის გაურკვევლობას. მაგალითად, 1.0173 (4) ატომური მასა ნიშნავს იმას, რომ ატომების ზოგად ნიმუშს აქვს მასა 1.0173 ± 0.0004 დიაპაზონში. თქვენ არ გჭირდებათ ამ რიცხვის გამოყენება, თუკი პრობლემა არ გკითხავთ.
- ელემენტების და ნაერთების შემცველი მასების გამოთვლისას გამოიყენეთ საშუალო ატომური მასა.
