Jak znaleźć atom o średniej masie: 8 kroków (ze zdjęciem) - Wskazówki

Wideo: Jak małe są atomy, albo dlaczego jesteś pustą przestrzenią?

Zawartość

Kroki
Rada
Ostrzeżenie
Czego potrzebujesz

Przeciętny atom masy nie jest bezpośrednią miarą masy atomu. Zamiast tego jest to średnia masa na atom z typowej próbki pierwiastka. Jeśli potrafisz zmierzyć masy miliardów pojedynczych atomów, możesz to sprawdzić, obliczając ich średnią. Mamy bardziej praktyczną metodę, która opiera się na informacjach o różnych izotopach pierwiastka chemicznego.

Kroki

Część 1 z 2: Oblicz średni atom masy

Zrozumieć izotopy i masowe atomy. W naturze większość pierwiastków występuje w wielu formach lub izotopach. Jedyną różnicą między dwoma izotopami tego samego pierwiastka jest liczba neutronów w atomie, których liczba neutronów wpływa na masowy atom. Obliczenie średniej masy atomu uwzględnia wpływ tej różnicy i podaje średnią masę każdego atomu w próbce tych atomów.
- Na przykład, pierwiastek srebrny (Ag) ma dwa naturalne izotopy: Ag-107 i Ag-109 (lub Ag i Ag). Nazwa izotopu pochodzi od „liczby masowej”, czyli sumy liczby protonów i liczby neutronów w atomie. Oznacza to, że Ag-109 ma o dwa neutrony więcej niż Ag-107, więc jego atom jest nieco cięższy.
Znajdź masę każdego izotopu. Potrzebujesz dwóch informacji dla każdego izotopu, możesz je wyszukać w podręcznikach lub w Internecie, na przykład webelements.com. Pierwsza to masa atomowa lub masa atomowa każdego izotopu. Izotopy z większą liczbą neutronów mają większą masę.
- Na przykład izotop srebra Ag-107 ma atom masowy 106,90509 amu (jednostka atomu sześciennego). Izotop Ag-109 jest nieco cięższy o masie 108,90470.
- Para miejsc po przecinku na końcu może się nieco różnić w dokumentach. Po mszy nie wpisuj żadnych liczb w nawiasach.
Zapisz naturalny współczynnik przeżycia dla każdego izotopu. Ten stosunek wskazuje na występowanie izotopów jako procent wszystkich atomów pierwiastka. Możesz znaleźć te informacje w tym samym dokumencie z sześciennym atomem. Naturalne przeżycie wszystkich izotopów powinno wynosić 100% (chociaż może się nieznacznie różnić ze względu na błąd zaokrąglenia).
- Izotop Ag-107 ma stosunek 51,86%. Izotop Ag-109 jest mniej powszechny i wynosi 48,14%. Oznacza to, że normalna próbka srebra zawiera 51,86% Ag-107 i 48,14% Ag-109.
- Wszelkie izotopy, które nie mają tego współczynnika przeżycia, są ignorowane. Te izotopy nie występują naturalnie na Ziemi.
Zamień procent izotopów na liczbę dziesiętną. Podzielenie tego współczynnika przez 100 da tę samą wartość jako ułamek dziesiętny.
- W powyższej próbce srebra stosunek izotopów wynosi 51,86 / 100 = 0,5186 i 48,14 / 100 = 0,4814.
Znajdź przeciętny atom sześcienny. Przeciętny atom masy pierwiastka ma n izotopy są równe (Blok atomowy_{Izotop 1} * stosunek_{Izotop 1}) + (masa atomowa_{Izotop 2} * stosunek_{Izotop 2}) + ... + (atom sześcienny_{izotopy n} * stosunek_{izotopy n}. Jest to przykład „średniej masy”, co oznacza, że im większa przeżywalność izotopu, tym większy wpływ na wynik. Sposób zastosowania tej formuły do srebra jest następujący:
- Atom o średniej masie_Ag = (atom sześcienny_Ag-107 * stosunek_Ag-107) + (masa atomowa_Ag-109 * stosunek_Ag-109)
  =(106,90509 * 0,5186) + (108,90470 * 0,4814)
  = 55,4410 + 52,4267
  = 107,8677 amu.
- Znajdź ten element w układzie okresowym, aby sprawdzić wyniki. Przeciętny atom sześcienny jest zawsze zapisywany poniżej symbolu chemicznego pierwiastka.
Reklama

Część 2 z 2: Korzystanie z wyników

Zamień masę na liczbę atomową. Średni atom masy pokazuje zależność między masą a liczbą atomów w typowej próbce tego pierwiastka. Jest to bardzo przydatne w laboratoriach chemicznych, ponieważ prawie niemożliwe jest dokładne policzenie atomów, ale masy są łatwe do określenia. Na przykład, możesz zważyć próbkę srebra i wiedzieć, że na każde 107,8677 amu przypada jeden atom srebra.
Zamień na masę molową. Jednostka masy atomowej jest bardzo mała, więc chemicy często używają jednostki grama na masę. Na szczęście mamy definicje tych pojęć, więc transformacja powinna być łatwa. Wystarczy pomnożyć średni atom masy przez 1 g / mol (stała masy molowej), aby otrzymać wynik wg / mol. Na przykład 107,8677 gramów srebra zawiera jeden mol atomów srebra.
Znajdź średnią masę cząsteczkową. Ponieważ cząsteczka jest zbiorem atomów, możesz dodać masę wszystkich atomów, aby znaleźć masę cząsteczkową. Gdyby użyć atomu o średniej masie (zamiast masy konkretnego izotopu), wynikiem byłaby średnia masa cząsteczkowa próbki w naturze. Oto przykład:
- Cząsteczka wody ma wzór chemiczny H.₂O zawiera dwa atomy wodoru (H) i jeden atom tlenu (O).
- Wodór ma średni atom masowy 1,00794 amu. Tlen ma średnią masę atomową 15 9994 amu.
- Czyli średnia masa cząsteczkowa H.₂O jest równe (1,00794) (2) + 15,9994 = 18,01528 amu, co odpowiada 18,01528 g / mol.
Reklama

Rada

Pojęcie względnej masy atomowej jest czasami używane jako synonim średniej masy atomu. Jest niewielka różnica, ponieważ masa atomowa jest względnie jednostką; jest to pomiar masy w odniesieniu do atomu węgla-12. Dopóki używasz atomowej jednostki masy do obliczenia średniej sześciennej atomu, te dwie wartości są takie same.
Liczba w nawiasach po atomie sześciennym mówi nam o błędzie. Na przykład atom masy 1.0173 (4) oznacza, że normalny atom pierwiastka ma zakres masy około 1,0173 ± 0,0004. Nie musisz uzyskiwać tego numeru, jeśli nie jest on wymagany.
W układzie okresowym średni atom sześcienny następnego pierwiastka jest większy niż atom przed nim, z kilkoma wyjątkami. Oto szybki sposób sprawdzenia wyników.
1 jednostka masy atomowej to 1/12 masy atomu węgla-12.
Współczynniki przeżycia izotopów są obliczane na podstawie typowych próbek naturalnie występujących na Ziemi. Substancje niewystępujące naturalnie, takie jak meteoryty lub te produkowane w laboratorium, mogą mieć różne stosunki izotopów, więc średni atom masy również jest inny.

Ostrzeżenie

Atomy masy są zawsze zapisywane w atomowych jednostkach masy (amu lub u), czasami nazywane daltonami (Da). Nigdy nie zapisuj kolejnej jednostki masy (np. Kilograma) po tej liczbie bez jej zmiany.