Atomska masa je zbir svih protona, neutrona i elektrona u jednom atomu ili molekuli. Masa elektrona je toliko mala da se može zanemariti i ne uzeti u obzir. Iako tehnički neispravan, izraz atomska masa također se često koristi za označavanje prosječne atomske mase svih izotopa elementa. Ova druga definicija je zapravo relativna atomska masa, koja je također poznata kao atomska težina element. Atomska težina uzima u obzir prosječnu masu prirodnih izotopa istog elementa. Kemičari moraju razlikovati ove dvije vrste atomske mase kako bi vodili svoj rad - na primjer, pogrešna vrijednost atomske mase može dovesti do pogrešnog izračunavanja eksperimentalnih rezultata.
Korak
Metoda 1 od 3: Očitavanje atomske mase u periodnom sistemu
Korak 1. Shvatite kako predstaviti atomsku masu
Atomska masa je masa atoma ili molekula. Atomska masa može se izraziti standardnim jedinicama mase SI - gramima, kilogramima itd. Međutim, budući da je atomska masa vrlo mala kada se izrazi u tim jedinicama, atomska masa se često izražava u složenim jedinicama atomske mase (obično skraćeno u ili amu). Standard za jednu atomsku jedinicu mase je 1/12 mase standardnog izotopa ugljika-12.
Jedinica atomske mase izražava masu jednog mola elementa ili molekule u gramima. Ovo je vrlo korisno svojstvo u praktičnim proračunima jer ova jedinica olakšava pretvaranje količina atoma ili molekula iste vrste između masa i molova
Korak 2. Pronađite atomsku masu u periodnom sistemu
Većina periodnih tablica navodi relativnu atomsku masu (atomsku težinu) svakog elementa. Ova masa je gotovo uvijek navedena kao broj na dnu rešetke elemenata u tablici, ispod kemijskog simbola koji čita jedno ili dva slova. Ovaj broj se obično predstavlja kao decimalni broj, a ne kao cijeli broj.
- Imajte na umu da su relativne atomske mase navedene u periodnom sustavu prosječne vrijednosti povezanih elemenata. Hemijski elementi imaju različite izotope - hemijske oblike koji imaju različite mase zbog dodavanja ili oduzimanja jednog ili više neutrona iz atomskog jezgra. Stoga se relativna atomska masa navedena u periodnom sistemu može koristiti kao prosječna vrijednost atoma određenog elementa, ali no kao masa jednog atoma elementa.
- Relativne atomske mase, poput onih koje se nalaze u periodnom sustavu, koriste se za izračunavanje molarnih masa atoma i molekula. Atomska masa, kada je predstavljena u amuu kao u periodnom sistemu, tehnički nema jedinica. Međutim, množenje atomske mase s 1 g/mol daje nam količinu koja se može koristiti za molarnu masu elementa - masu (u gramima) jednog mola atoma elementa.
Korak 3. Shvatite da su vrijednosti u periodnom sistemu prosječne atomske mase elementa
Kao što je već objašnjeno, relativna atomska masa navedena za svaki element u periodnom sistemu je prosječna vrijednost svih izotopa atoma. Ovaj prosjek je važan za mnoge praktične proračune - na primjer, za izračunavanje molarne mase molekula koji se sastoji od nekoliko atoma. Međutim, pri radu s pojedinačnim atomima taj broj ponekad nije dovoljan.
- Vrijednost u periodnom sustavu nije točna vrijednost za bilo koju atomsku masu jer je to prosjek nekoliko različitih vrsta izotopa.
- Atomske mase za pojedine atome moraju se izračunati uzimajući u obzir točan broj protona i neutrona u jednom atomu.
Metoda 2 od 3: Izračunavanje atomske mase za pojedinačne atome
Korak 1. Pronađite atomski broj elementa ili izotopa
Atomski broj je broj protona u elementu i nema različit broj. Na primjer, svi atomi vodika i samo atomi vodika imaju jedan proton. Natrijum ima atomski broj 11 jer njegovo jezgro ima jedanaest protona, dok kiseonik ima atomski broj 8 jer njegovo jezgro ima osam protona. Atomski broj bilo kojeg elementa možete pronaći u periodnom sustavu - u gotovo svakoj standardnoj periodnoj tablici. Atomski broj je broj iznad hemijskog simbola koji čita jedno ili dva slova. Ovaj broj je uvijek pozitivan cijeli broj.
- Pretpostavimo da radimo s atomima ugljika. Ugljenik uvek ima šest protona. Dakle, znamo da je njegov atomski broj 6. Također vidimo u periodnom sistemu da okvir za ugljik (C) ima broj "6" na vrhu, što ukazuje da je atomski broj ugljika šest.
- Imajte na umu da atomski broj elementa nema izravan utjecaj na njegovu relativnu atomsku masu kako je zapisano u periodnom sustavu. Iako se čini vjerojatnim da je atomska masa atoma dvostruko veća od atomskog broja (posebno među elementima na vrhu periodnog sustava), atomska masa se nikada ne izračunava množenjem atomskog broja elementa s dva.
Korak 2. Pronađite broj neutrona u jezgri
Broj neutrona može varirati za atome određenog elementa. Iako su dva atoma s istim brojem protona i različitim brojem neutrona isti element, oni su različiti izotopi elementa. Za razliku od broja protona u elementu koji se nikada ne mijenja, broj neutrona u atomima datog elementa može varirati, pa se prosječna atomska masa elementa mora predstaviti kao decimalna vrijednost između dva cijela broja.
- Broj neutrona može se odrediti određivanjem izotopa elementa. Na primjer, ugljik-14 je prirodni radioaktivni izotop ugljika-12. Često ćete vidjeti izotope kojima je dodijeljen mali broj na vrhu (superscript) prije simbola elementa: 14C. Broj neutrona se izračunava oduzimanjem broja protona od broja izotopa: 14 - 6 = 8 neutrona.
- Pretpostavimo da atom ugljika s kojim radimo ima šest neutrona (12C). To je najčešći izotop ugljika, koji čini gotovo 99% svih atoma ugljika. Međutim, oko 1% atoma ugljika ima 7 neutrona (13C). Ostale vrste atoma ugljika, koje imaju više ili manje od 6 ili 7 neutrona, vrlo su malobrojne.
Korak 3. Zbrojite protone i neutrone
Ovo je atomska masa atoma. Ne brinite o broju elektrona koji kruže oko jezgre - kombinirana masa je toliko mala da u većini praktičnih slučajeva ta masa neće utjecati na vaš odgovor.
- Naš atom ugljika ima 6 protona + 6 neutrona = 12. Atomska masa ovog atoma ugljika je 12. Međutim, ako je atom izotop ugljika-13, znamo da atom ima 6 protona + 7 neutrona = atomska težina od 13.
- Stvarna atomska težina ugljika-13 je 13,003355, a ta je težina točnija jer je određena eksperimentalno.
- Atomska masa je gotovo jednaka broju izotopa elementa. Za osnovne računske svrhe, broj izotopa jednak je atomskoj masi. Kada se eksperimentalno odredi, atomska masa je nešto veća od broja izotopa zbog vrlo malog doprinosa mase elektrona.
Metoda 3 od 3: Izračunavanje relativne atomske mase (atomske težine) elementa
Korak 1. Odredite izotope prisutne u uzorku
Kemičari često određuju relativne izotopske proporcije u uzorku pomoću posebnog instrumenta koji se naziva maseni spektrometar. Međutim, na satovima hemije za studente i studente ti se podaci često daju na školskim testovima itd. U obliku ocjena utvrđenih u naučnoj literaturi.
U naše svrhe, recimo, radimo s izotopima ugljik-12 i ugljik-13
Korak 2. Odredite relativnu brojnost svakog izotopa u uzorku
U danom elementu pojavljuju se različiti izotopi u različitim omjerima. Ovaj udio se gotovo uvijek označava kao postotak. Neki izotopi imaju vrlo uobičajene proporcije, dok su drugi izuzetno rijetki - ponekad, toliko rijetki da se te proporcije jedva mogu otkriti. Ove se informacije mogu odrediti pomoću spektrometrije mase ili iz priručnika.
Pretpostavimo da je sadržaj ugljika-12 99%, a sadržaj ugljika-13 1%. Postoje i drugi izotopi ugljika, ali u tako malim količinama da se mogu zanemariti u ovom primjeru problema
Korak 3. Pomnožite atomsku masu svakog izotopa s njegovim udjelom u uzorku
Pomnožite atomsku masu svakog izotopa s postotkom obilja (napisano decimalnim brojem). Za pretvaranje postotka u decimalni broj, jednostavno podijelite postotak sa 100. Broj postotaka koji su pretvoreni u decimalni broj uvijek će biti 1.
- Naš uzorak sadrži ugljik-12 i ugljik-13. Ako ugljik-12 čini 99% uzorka, a ugljik-13 čini 1% uzorka, pomnožite 12 (atomska masa ugljika-12) sa 0,99 i 13 (atomska masa ugljika-13) sa 0,01.
- Referentne knjige će vam dati procentualne proporcije na osnovu svih poznatih količina izotopa nekog elementa. Većina udžbenika hemije sadrži ove podatke u tablici na poleđini knjige. Maseni spektrometar također može odrediti udio uzorka koji se ispituje.
Korak 4. Dodajte rezultate
Saberite rezultate množenja koje ste uradili u prethodnom koraku. Rezultat ove sume je relativna atomska masa vašeg elementa - prosjek atomske mase izotopa vašeg elementa. Kada se raspravlja o elementima općenito, a ne o specifičnim izotopima elementa, koristi se ova vrijednost.
