Obsah

• Kroky
• Metóda 1 z 3: Hľadanie atómovej hmotnosti pomocou periodickej sústavy prvkov
• Metóda 2 z 3: Výpočet atómovej hmotnosti jedného atómu
• Metóda 3 z 3: Výpočet relatívnej atómovej hmotnosti (atómovej hmotnosti) prvku
• Tipy
• Čo potrebuješ

Atómová hmotnosť je súčet hmotností všetkých protónov, neutrónov a elektrónov, ktoré tvoria ten alebo ten atóm alebo molekulu. V porovnaní s protónmi a neutrónmi je hmotnosť elektrónov veľmi malá, takže sa pri výpočtoch neberie do úvahy. Aj keď je to z formálneho hľadiska nesprávne, tento termín sa často používa na označenie priemernej atómovej hmotnosti všetkých izotopov prvku. V skutočnosti je to relatívna atómová hmotnosť, nazývaná tiež atómová hmotnosť element. Atómová hmotnosť je priemer atómových hmotností všetkých prirodzene sa vyskytujúcich izotopov prvku. Chemici pri svojej práci musia rozlišovať medzi týmito dvoma druhmi atómovej hmotnosti - nesprávna hodnota atómovej hmotnosti môže napríklad viesť k nesprávnemu výsledku pre výťažok reakčného produktu.

Kroky

Metóda 1 z 3: Hľadanie atómovej hmotnosti pomocou periodickej sústavy prvkov

1. 1 Zistite, ako sa píše atómová hmotnosť. Atómová hmotnosť, to znamená hmotnosť daného atómu alebo molekuly, môže byť vyjadrená v štandardných jednotkách SI - gramy, kilogramy atď. Vzhľadom na skutočnosť, že atómové hmotnosti vyjadrené v týchto jednotkách sú extrémne malé, sú často zaznamenávané v jednotných jednotkách atómovej hmotnosti alebo v skrátenom znení amu. - jednotky atómovej hmotnosti. Jedna jednotka atómovej hmotnosti sa rovná 1/12 hmotnosti štandardného izotopu uhlíka-12.
   • Hmotnosť charakterizuje atómová hmotnostná jednotka jeden mol daného prvku v gramoch... Táto hodnota je veľmi užitočná v praktických výpočtoch, pretože ju možno použiť na ľahký prevod hmotnosti daného počtu atómov alebo molekúl danej látky na móly a naopak.
2. 2 Nájdite atómovú hmotnosť v periodickej tabuľke. Väčšina štandardných periodických tabuliek obsahuje atómové hmotnosti (atómové hmotnosti) každého prvku. Spravidla sa zobrazujú ako číslo v spodnej časti bunky s prvkom pod písmenami označujúcimi chemický prvok. Obvykle to nie je celé číslo, ale desatinný zlomok.
   • Všimnite si toho, že všetky relatívne atómové hmotnosti uvedené v periodickej tabuľke pre každý prvok sú priemer hodnoty. Chemické prvky sa líšia izotopy - chemické druhy, ktoré majú rôznu hmotnosť v dôsledku ďalších alebo chýbajúcich neutrónov v atómovom jadre. Preto relatívne atómové hmotnosti uvedené v periodickej tabuľke môžu byť použité ako priemer pre atómy konkrétneho prvku, ale nie ako hmotnosť jedného atómu daného prvku.
   • Relatívne atómové hmotnosti uvedené v periodickej tabuľke sa používajú na výpočet molárnych hmotností atómov a molekúl. Atómové hmotnosti vyjadrené v amu (ako v periodickej tabuľke) sú v podstate bezrozmerné. Jednoduchým vynásobením atómovej hmotnosti 1 g / mol však získame užitočnú charakteristiku prvku - hmotnosť (v gramoch) jedného móla atómov tohto prvku.
3. 3 Nezabudnite, že periodická tabuľka uvádza priemerné atómové hmotnosti prvkov. Ako bolo uvedené vyššie, relatívne atómové hmotnosti uvedené pre každý prvok v periodickej tabuľke sú priemerom hmotností všetkých izotopov v atóme. Tento priemer je cenný pre mnohé praktické účely: napríklad sa používa na výpočet molárnej hmotnosti molekúl tvorených niekoľkými atómami. Keď však máte do činenia s jednotlivými atómami, táto hodnota zvyčajne nestačí.
   • Pretože priemerná atómová hmotnosť je priemernou hodnotou pre niekoľko izotopov, hodnota uvedená v periodickej tabuľke nie je presné hodnota atómovej hmotnosti akéhokoľvek jednotlivého atómu.
   • Atómové hmotnosti jednotlivých atómov sa musia vypočítať s prihliadnutím na presný počet protónov a neutrónov v jednom atóme.

Metóda 2 z 3: Výpočet atómovej hmotnosti jedného atómu

1. 1 Nájdite atómové číslo daného prvku alebo jeho izotopu. Atómové číslo je počet protónov v atómoch prvku, nikdy sa nemení. Napríklad všetky atómy vodíka a iba majú jeden protón. Atómové číslo sodíka je 11, pretože jeho jadro má jedenásť protónov, zatiaľ čo atómové číslo kyslíka je osem, pretože jeho jadro má osem protónov. Atómové číslo akéhokoľvek prvku nájdete v periodickej tabuľke Mendelejeva - takmer vo všetkých jeho štandardných verziách je toto číslo uvedené nad písmenovým označením chemického prvku. Atómové číslo je vždy kladné celé číslo.
   • Predpokladajme, že nás zaujíma atóm uhlíka. V atómoch uhlíka je vždy šesť protónov, takže vieme, že jeho atómové číslo je 6. Okrem toho vidíme, že v periodickej tabuľke v hornej časti bunky s uhlíkom (C) je číslo „6“, čo naznačuje že atómové číslo uhlíka je šesť.
   • Všimnite si toho, že atómové číslo prvku nesúvisí výlučne s jeho relatívnou atómovou hmotnosťou v periodickej tabuľke. Aj keď sa najmä pre prvky v hornej časti tabuľky môže zdať, že atómová hmotnosť prvku je dvojnásobkom jeho atómového čísla, nikdy sa nevypočíta vynásobením atómového čísla dvoma.
2. 2 Zistite počet neutrónov v jadre. Počet neutrónov sa môže líšiť pre rôzne atómy toho istého prvku. Keď majú dva atómy toho istého prvku s rovnakým počtom protónov odlišný počet neutrónov, ide o rôzne izotopy tohto prvku.Na rozdiel od počtu protónov, ktorý sa nikdy nemení, počet neutrónov v atómoch konkrétneho prvku sa môže často meniť, takže priemerná atómová hmotnosť prvku je zapísaná ako desatinný zlomok s hodnotou ležiacou medzi dvoma susednými celými číslami.
   • Počet neutrónov je možné určiť označením izotopu prvku. Napríklad uhlík-14 je prirodzene sa vyskytujúci rádioaktívny izotop uhlíka-12. Izotopové číslo je často označené ako číslo horného indexu pred symbolom prvku: C. Počet neutrónov sa zistí odpočítaním počtu protónov od počtu izotopov: 14 - 6 = 8 neutrónov.
   • Povedzme, že požadovaný atóm uhlíka má šesť neutrónov (C). Jedná sa o najrozšírenejší izotop uhlíka, ktorý predstavuje asi 99% všetkých atómov tohto prvku. Asi 1% atómov uhlíka má však 7 neutrónov (C). Iné typy atómov uhlíka majú viac ako 7 alebo menej ako 6 neutrónov a existujú vo veľmi malých množstvách.
3. 3 Sčítajte počet protónov a neutrónov. Toto bude atómová hmotnosť daného atómu. Ignorujte počet elektrónov, ktoré obklopujú jadro - ich celková hmotnosť je extrémne malá, takže prakticky neovplyvňujú vaše výpočty.
   • Náš atóm uhlíka má 6 protónov + 6 neutrónov = 12. Atómová hmotnosť tohto atómu uhlíka je teda 12. Ak by to bol izotop „uhlík-13“, potom by sme vedeli, že má 6 protónov + 7 neutrónov = atómová hmotnosť 13.
   • Atómová hmotnosť uhlíka-13 je v skutočnosti 13,003355 a táto hodnota je presnejšia, pretože bola stanovená experimentálne.
   • Atómová hmotnosť je veľmi blízka číslu izotopu. Na uľahčenie výpočtov sa často predpokladá, že číslo izotopu sa rovná atómovej hmotnosti. Experimentálne určené hodnoty atómovej hmotnosti mierne presahujú počet izotopov kvôli veľmi malému príspevku elektrónov.

Metóda 3 z 3: Výpočet relatívnej atómovej hmotnosti (atómovej hmotnosti) prvku

1. 1 Určte, ktoré izotopy sú vo vzorke. Chemici často určujú pomer izotopov v konkrétnej vzorke pomocou špeciálneho prístroja nazývaného hmotnostný spektrometer. Počas školenia vám však tieto údaje budú poskytnuté v podmienkach úloh, kontroly a podobne vo forme hodnôt prevzatých z vedeckej literatúry.
   • V našom prípade povedzme, že máme do činenia s dvoma izotopmi: uhlíkom-12 a uhlíkom-13.
2. 2 Určte relatívny obsah každého izotopu vo vzorke. Pre každý prvok sa vyskytujú rôzne izotopy v rôznych pomeroch. Tieto pomery sú takmer vždy vyjadrené ako percentá. Niektoré izotopy sú veľmi bežné, zatiaľ čo iné sú veľmi zriedkavé - niekedy tak ťažko zistiteľné. Tieto množstvá je možné určiť pomocou hmotnostnej spektrometrie alebo sa dajú nájsť v príručke.
   • Povedzme, že koncentrácia uhlíka-12 je 99%a uhlíka-13 je 1%. Ostatné izotopy uhlíka naozaj existujú, ale v takom malom množstve, že ich v tomto prípade možno zanedbať.
3. 3 Atómovú hmotnosť každého izotopu vynásobte jeho koncentráciou vo vzorke. Atómovú hmotnosť každého izotopu vynásobte jeho percentami (vyjadrené ako desatinný zlomok). Ak chcete previesť percentá na desatinné miesta, jednoducho delte 100. Výsledné koncentrácie by mali vždy predstavovať 1.
   • Naša vzorka obsahuje uhlík-12 a uhlík-13. Ak je uhlík-12 99% vzorky a uhlík-13 je 1%, potom je potrebné vynásobiť 12 (atómová hmotnosť uhlíka-12) 0,99 a 13 (atómová hmotnosť uhlíka-13) 0,01.
   • Referenčné knihy uvádzajú percentá na základe známych množstiev všetkých izotopov prvku. Väčšina učebníc chémie obsahuje tieto informácie v tabuľkovej forme na konci knihy. Relatívne koncentrácie izotopov pre študovanú vzorku je možné tiež určiť pomocou hmotnostného spektrometra.
4. 4 Sčítajte výsledky. Zhrňte výsledky násobenia, ktoré ste získali v predchádzajúcom kroku.V dôsledku tejto operácie nájdete relatívnu atómovú hmotnosť vášho prvku - priemernú hodnotu atómových hmotností izotopov predmetného prvku. Ak uvažujeme o prvku ako celku, nie o konkrétnom izotopu daného prvku, použije sa táto hodnota.
   • V našom prípade 12 x 0,99 = 11,88 pre uhlík-12 a 13 x 0,01 = 0,13 pre uhlík-13. Relatívna atómová hmotnosť v našom prípade je 11,88 + 0,13 = 12,01.

Tipy

• Niektoré izotopy sú menej stabilné ako ostatné: rozpadajú sa na atómy prvkov s menším počtom protónov a neutrónov v jadre a uvoľňujú častice, ktoré tvoria atómové jadro. Takéto izotopy sa nazývajú rádioaktívne.

Čo potrebuješ

• Príručka chémie
• Kalkulačka