เนื้อหา

• ขั้นตอน
• คำแนะนำ
• คำเตือน
• สิ่งที่คุณต้องการ

อะตอมมวลเฉลี่ยไม่ได้เป็นการวัดมวลของอะตอมโดยตรง นี่คือมวลเฉลี่ยต่ออะตอมจากตัวอย่างทั่วไปขององค์ประกอบ หากคุณสามารถวัดมวลของอะตอมแต่ละตัวได้หลายพันล้านอะตอมคุณสามารถหาค่านี้ได้โดยการคำนวณค่าเฉลี่ย เรามีวิธีการที่เป็นประโยชน์มากขึ้นซึ่งอาศัยข้อมูลเกี่ยวกับไอโซโทปที่แตกต่างกันขององค์ประกอบทางเคมี

ขั้นตอน

ส่วนที่ 1 ของ 2: คำนวณอะตอมมวลเฉลี่ย

1. 

   ทำความเข้าใจเกี่ยวกับไอโซโทปและอะตอมของมวล โดยธรรมชาติองค์ประกอบส่วนใหญ่มีอยู่ในหลายรูปแบบหรือหลายไอโซโทป ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวระหว่างไอโซโทปสองไอโซโทปของธาตุเดียวกันคือจำนวนนิวตรอนในอะตอมซึ่งจำนวนนิวตรอนมีผลต่ออะตอมของมวล การคำนวณอะตอมมวลเฉลี่ยจะพิจารณาถึงผลของความแตกต่างนี้และบอกมวลเฉลี่ยของแต่ละอะตอมในตัวอย่างของอะตอมเหล่านั้น
   • ตัวอย่างเช่นธาตุเงิน (Ag) มีไอโซโทปธรรมชาติ 2 ชนิดคือ Ag-107 และ Ag-109 (หรือ Ag และ Ag) ไอโซโทปตั้งชื่อตาม "เลขมวล" หรือผลรวมของจำนวนโปรตอนและจำนวนนิวตรอนในอะตอม นั่นหมายความว่า Ag-109 มีนิวตรอนมากกว่า Ag-107 สองเท่าดังนั้นอะตอมของมันจึงหนักกว่าเล็กน้อย

2. 

   
   
   หามวลของแต่ละไอโซโทป คุณต้องการข้อมูลสองชิ้นสำหรับแต่ละไอโซโทปคุณสามารถค้นหาได้ในหนังสืออ้างอิงหรือค้นหาทางออนไลน์เช่น webelements.com ประการแรกคือมวลอะตอมหรือมวลอะตอมของแต่ละไอโซโทป ไอโซโทปที่มีนิวตรอนมากกว่าจะมีมวลมากกว่า
   • ตัวอย่างเช่นไอโซโทปเงิน Ag-107 มีอะตอมของมวล 106,90509 น (หน่วยของลูกบาศก์อะตอม) ไอโซโทป Ag-109 หนักกว่าเล็กน้อยโดยมีมวล 108,90470.
   • คู่ของทศนิยมที่อยู่ด้านท้ายอาจมีความแตกต่างกันเล็กน้อยในเอกสาร อย่าเขียนตัวเลขใด ๆ ในวงเล็บหลังมวล

3. 

   
   
   เขียนอัตราการรอดชีวิตตามธรรมชาติของแต่ละไอโซโทป อัตราส่วนนี้บ่งบอกถึงความชุกของไอโซโทปเป็นเปอร์เซ็นต์ของอะตอมทั้งหมดขององค์ประกอบ คุณสามารถค้นหาข้อมูลนี้ในเอกสารเดียวกันโดยมีอะตอมลูกบาศก์อยู่ การอยู่รอดตามธรรมชาติของไอโซโทปทั้งหมดควรเป็น 100% (แม้ว่าอาจแตกต่างกันเล็กน้อยเนื่องจากข้อผิดพลาดของการปัดเศษ)
   • ไอโซโทป Ag-107 มีอัตราส่วน 51.86% ไอโซโทป Ag-109 นั้นพบได้น้อยกว่าในอัตรา 48.14% นั่นหมายความว่าตัวอย่างเงินปกติมี Ag-107 51.86% และ 48.14% Ag-109
   • ไอโซโทปใด ๆ ที่ไม่มีอัตราการรอดชีวิตนี้จะถูกละเว้น ไอโซโทปเหล่านี้ไม่ได้มีอยู่ตามธรรมชาติบนโลก

4. 

   
   
   แปลงเปอร์เซ็นต์ไอโซโทปเป็นเลขฐานสิบ หารอัตราส่วนนี้ด้วย 100 จะให้ค่าเท่ากับทศนิยม
   • ในตัวอย่างเงินข้างต้นอัตราส่วนของไอโซโทปคือ 51.86 / 100 = 0,5186 และ 48,14 / 100 = 0,4814.

5. 

   หาค่าเฉลี่ยของลูกบาศก์อะตอม อะตอมมวลเฉลี่ยของธาตุมี n ไอโซโทปเท่ากัน (อะตอมมิกบล็อก_{ไอโซโทป 1} * อัตราส่วน_{ไอโซโทป 1}) + (มวลอะตอม_{ไอโซโทป 2} * อัตราส่วน_{ไอโซโทป 2}) + ... + (มวลอะตอม_{ไอโซโทป n} * อัตราส่วน_{ไอโซโทป n}. นี่คือตัวอย่างของ "มวลเฉลี่ย" ซึ่งหมายความว่ายิ่งไอโซโทปมีอัตราการอยู่รอดมากเท่าไหร่ก็ยิ่งมีผลต่อผลลัพธ์มากเท่านั้น วิธีการใช้สูตรนี้สำหรับเงินมีดังนี้:
   • อะตอมมวลปานกลาง_Ag = (ลูกบาศก์อะตอม_Ag-107 * อัตราส่วน_Ag-107) + (มวลอะตอม_Ag-109 * อัตราส่วน_Ag-109)
     =(106,90509 * 0,5186) + (108,90470 * 0,4814)
     = 55,4410 + 52,4267
     = 107.8677 น.
   • ค้นหาองค์ประกอบนั้นบนตารางธาตุเพื่อตรวจสอบผลลัพธ์ อะตอมของลูกบาศก์เฉลี่ยจะเขียนไว้ด้านล่างสัญลักษณ์ทางเคมีขององค์ประกอบเสมอ
   โฆษณา

ส่วนที่ 2 ของ 2: การใช้ผลลัพธ์

1. 

   แปลงมวลเป็นเลขอะตอม อะตอมมวลเฉลี่ยแสดงความสัมพันธ์ระหว่างมวลและจำนวนอะตอมในตัวอย่างทั่วไปของธาตุนั้น สิ่งนี้มีประโยชน์มากในห้องปฏิบัติการเคมีเนื่องจากแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะนับอะตอมได้อย่างแม่นยำ แต่มวลนั้นง่ายต่อการตรวจสอบ ตัวอย่างเช่นคุณสามารถชั่งตัวอย่างเงินและรู้ว่าจะมีหนึ่งอะตอมของเงินสำหรับทุกๆ 107,8677 amu

2. 

   แปลงเป็นมวลโมลาร์. หน่วยมวลอะตอมมีขนาดเล็กมากนักเคมีจึงมักใช้หน่วยกรัมเป็นมวล โชคดีที่เรามีคำจำกัดความของแนวคิดเหล่านี้ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงควรจะง่าย เพียงแค่คูณอะตอมมวลเฉลี่ยด้วย 1 g / mol (ค่าคงที่ของมวลโมลาร์) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์เป็น g / mol ตัวอย่างเช่นเงิน 107,8677 กรัมมีอะตอมของเงินหนึ่งโมล

3. 

   หามวลโมเลกุลเฉลี่ย เนื่องจากโมเลกุลคือชุดของอะตอมคุณจึงสามารถเพิ่มมวลของอะตอมทั้งหมดเพื่อหามวลโมเลกุลได้ ถ้าคุณใช้อะตอมมวลเฉลี่ย (แทนมวลของไอโซโทปเฉพาะ) ผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นมวลโมเลกุลเฉลี่ยของตัวอย่างในธรรมชาติ นี่คือตัวอย่าง:
   • โมเลกุลของน้ำมีสูตรเคมี H₂O ประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอม (H) และออกซิเจน (O) หนึ่งอะตอม
   • ไฮโดรเจนมีมวลอะตอมเฉลี่ย 1,00794 amu ออกซิเจนมีมวลอะตอมเฉลี่ย 15,9994 amu
   • ดังนั้นมวลโมเลกุลเฉลี่ยของ H₂O เท่ากับ (1,00794) (2) + 15,9994 = 18,01528 amu ซึ่งเทียบเท่ากับ 18,01528 g / mol
   โฆษณา

คำแนะนำ

• แนวคิดเรื่องมวลอะตอมสัมพัทธ์บางครั้งใช้ตรงกันกับอะตอมมวลเฉลี่ย มีความแตกต่างเล็กน้อยเนื่องจากมวลอะตอมค่อนข้างเป็นหน่วย เป็นการวัดมวลที่สัมพันธ์กับอะตอมของคาร์บอน -12 ตราบใดที่คุณใช้หน่วยมวลอะตอมในการคำนวณลูกบาศก์อะตอมโดยเฉลี่ยค่าทั้งสองนี้จะเหมือนกัน
• จำนวนในวงเล็บหลังลูกบาศก์อะตอมบอกเราถึงข้อผิดพลาด ตัวอย่างเช่นอะตอมมวล 1.0173 (4) หมายความว่าอะตอมปกติของธาตุมีช่วงมวลประมาณ 1.0173 ± 0.0004 คุณไม่จำเป็นต้องขอรับหมายเลขนี้หากไม่มีการร้องขอ
• ในตารางธาตุลูกบาศก์อะตอมเฉลี่ยขององค์ประกอบต่อไปนี้จะมีขนาดใหญ่กว่าอะตอมก่อนหน้าโดยมีข้อยกเว้นเล็กน้อย นี่คือวิธีตรวจสอบผลลัพธ์ของคุณอย่างรวดเร็ว
• 1 หน่วยมวลอะตอมเท่ากับ 1/12 ของมวลของคาร์บอน -12 อะตอม
• อัตราการรอดชีวิตของไอโซโทปคำนวณตามตัวอย่างที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติบนโลก สารที่ไม่ได้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติเช่นอุกกาบาตหรือสารที่ผลิตในห้องปฏิบัติการอาจมีอัตราส่วนไอโซโทปที่แตกต่างกันดังนั้นอะตอมมวลเฉลี่ยจึงแตกต่างกันด้วย

คำเตือน

• อะตอมของมวลมักเขียนด้วยหน่วยมวลอะตอม (amu หรือ u) บางครั้งเรียกว่า daltons (Da) อย่าเขียนหน่วยมวลอื่น (เช่นกิโลกรัม) หลังตัวเลขนี้โดยไม่ต้องเปลี่ยน

สิ่งที่คุณต้องการ

• ดินสอ
• กระดาษ
• แล็ปท็อป
• ข้อมูลอัตราการอยู่รอดของไอโซโทปในธรรมชาติ
• ข้อมูลหน่วยอะตอมมวลสำหรับไอโซโทป