כיצד למצוא את המסה האטומית הממוצעת: 8 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: Jason Gerald | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-19 22:12

המסה האטומית הממוצעת אינה מדד ישיר לאטום אחד. מסה זו היא המסה הממוצעת לאטום של מדגם כללי של יסוד מסוים. אם אתה יכול לחשב את המסה של מיליארדת יחידת האטום, אתה יכול לחשב את הערך הזה באותו אופן כמו כל ממוצע אחר. למרבה המזל, יש דרך קלה יותר לחשב מסה אטומית, המבוססת על נתונים ידועים מנדירים של איזוטופים שונים.

שלב

חלק 1 מתוך 2: חישוב המסה האטומית הממוצעת

שלב 1. הבן איזוטופים והמונים אטומיים

רוב היסודות מתרחשים באופן טבעי במגוון צורות, הנקראות איזוטופים. מספר המסה של כל איזוטופ הוא מספר הפרוטונים והניוטרונים בגרעין שלו. כל פרוטון ונויטרון שוקלים יחידת מסת אטומית אחת (אמו). ההבדל היחיד בין שני איזוטופים של יסוד הוא מספר הנויטרונים לאטום, המשפיע על המסה האטומית. עם זאת, ליסודות תמיד יש אותו מספר פרוטונים.

• המסה האטומית הממוצעת של יסוד מושפעת משונות במספר הנויטרונים שלו, ומייצגת את המסה הממוצעת לאטום במדגם כללי של יסוד.
• לדוגמה, לכסף אלמנטרי (Ag) יש 2 איזוטופים טבעיים, כלומר Ag-107 ו- Ag-109 (או). ¹⁰⁷אג ו ¹⁰⁹אג). האיזוטופים נקראים על סמך "מספר המסה" שלהם או מספר הפרוטונים והניוטרונים באטום. המשמעות היא של Ag-109 יש 2 נויטרונים יותר מאשר Ag-107 ולכן המסה שלו מעט גדולה יותר.

שלב 2. שימו לב למסה של כל איזוטופ

אתה צריך 2 סוגי נתונים לכל איזוטופ. אתה יכול למצוא נתונים אלה בספרי לימוד או במקורות אינטרנט כגון webelements.com. הנתונים הראשונים הם המסה האטומית, או המסה של אטום אחד מכל איזוטופ. לאיזוטופים שיש להם יותר נויטרונים יש מסה גדולה יותר.

• לדוגמה, לאיזוטופ הכסף Ag-107 יש מסה אטומית של 106, תיכון 90509 (יחידת מסה אטומית). בינתיים, לאיזוטופ Ag-109 יש מסה מעט גדולה יותר, כלומר 108, 90470.
• שני המקומות העשרוניים האחרונים עשויים להשתנות מעט בין המקורות. אין לכלול מספרים בסוגריים לאחר המסה האטומית.

שלב 3. רשום את השפע של כל איזוטופ

שפע זה מציין עד כמה איזוטופ נפוץ מבחינת אחוז מכלל האטומים המרכיבים אלמנט. כל איזוטופ פרופורציונאלי לשפע היסוד (ככל ששפע איזוטופ גדול יותר ההשפעה על המסה האטומית הממוצעת) גדולה יותר. אתה יכול למצוא נתונים אלה באותם מקורות כמו המסה האטומית. השפע של כל האיזוטופים צריך להיות 100% (אם כי עלולה להיות שגיאה קלה עקב טעויות עיגול).

• לאיזוטופ Ag-107 יש שפע של 51.86%ואילו Ag-109 מעט פחות נפוץ עם שפע של 48.14%. המשמעות היא שהמדגם הכללי של כסף מורכב מ -51.86% Ag-107 ו- 48.14% Ag-109.
• התעלם מכל איזוטופים ששפעם אינו מופיע. איזוטופים כאלה אינם מתרחשים באופן טבעי על כדור הארץ.

שלב 4. המר את אחוז השפע למספר עשרוני

חלקו את אחוז השפע ב -100 כדי לקבל אותו ערך במספרים עשרוניים.

באותה בעיה, מספר השפע הוא 51.86/100 = 0, 5186 ו- 48, 14/100 = 0, 4814.

שלב 5. מצא את המסה האטומית הממוצעת המשוקללת של האיזוטופ היציב

המסה האטומית הממוצעת של יסוד עם מספר איזוטופים n שווה ל (מסה_{איזוטופ 1} * שפע_{איזוטופ 1}) + (מסה_{איזוטופ 2} * שפע_{איזוטופ 2}) +… + (מסה_{n איזוטופ} * שפע_{n איזוטופ} . זוהי דוגמה ל"ממוצע משוקלל ", כלומר ככל שמסתה יותר מסה (כך השפע גדול יותר) כך ההשפעה על התוצאה גדולה יותר. להלן אופן השימוש בנוסחה הנ"ל על כסף:

• מסת אטומית ממוצעת_Ag = (מסה_{אוגוסט 107} * שפע_{אוגוסט 107}) + (מסה_Ag-109 * שפע_Ag-109)

  =(106, 90509 * 0, 5186) + (108, 90470 * 0, 4814)

  = 55, 4410 + 52, 4267

  = 107, 8677 תיכון.

• תסתכל על האלמנטים בטבלה המחזורית כדי לבדוק את התשובה שלך. המסה האטומית הממוצעת מופיעה בדרך כלל מתחת לסמל היסוד.

חלק 2 מתוך 2: שימוש בתוצאות חישוב

שלב 1. המרת מסה למספר אטומי

המסה האטומית הממוצעת מציגה את הקשר בין מסה למספר אטומי במדגם כללי של יסוד. זה שימושי במעבדות כימיה מכיוון שחישוב המספר האטומי ישירות הוא כמעט בלתי אפשרי, אך חישוב המסה שלו קל למדי. לדוגמה, תוכל לשקול דגימת כסף ולהעריך שכל 107.8677 אמו ממסתו מכילה אטום אחד של כסף.

שלב 2. להמיר למסה טוחנת

יחידת המסה האטומית קטנה מאוד. לפיכך, כימאים בדרך כלל שוקלים דגימות בגרמים. למרבה המזל, רעיון זה הוגדר כדי להקל על ההמרה. פשוט הכפל את המסה האטומית הממוצעת ב -1 גרם/מול (קבוע מסה טוחנת) כדי לקבל את התשובה ב- g/mol. לדוגמה, 107.8677 גרם של כסף מכילים בממוצע 1 שומה של אטומי כסף.

שלב 3. מצא את המסה המולקולרית הממוצעת

מכיוון שמולקולה היא אוסף אטומים, אתה יכול להוסיף את המוני האטומים לחישוב המסה המולקולרית. אם אתה משתמש במסה האטומית הממוצעת (לא במסה של איזוטופ ספציפי), התוצאה היא המסה הממוצעת של מולקולות הנמצאות באופן טבעי במדגם. דוגמא:

• למולקולת המים יש את הנוסחה הכימית H₂O. אם כן, הוא מורכב משני אטומי מימן (H) ואטום חמצן אחד (O).
• למימן יש מסה אטומית ממוצעת של 1.00794 אמה. בינתיים, לאטומי החמצן יש מסה ממוצעת של 15,9994 אמה.
• מסה מולקולרית H₂ממוצע O שווה ל (1.00794) (2) + 15.9994 = 18.01528 אמו, שווה ערך ל 18.01528 גרם/מול.

טיפים

• המונח מסת אטומית יחסית משמש לעתים כמילה נרדפת למסה אטומית ממוצעת. עם זאת, קיים הבדל קל בין השניים מכיוון שלמסה האטומית היחסית אין יחידות, אלא מייצגת מסה ביחס לאטום פחמן C-12. בתנאי שאתה משתמש ביחידות מסה אטומית בחישוב המסה הממוצע שלך, שני ערכים אלה זהים במהותם.
• למעט כמה יוצאים מן הכלל, היסודות מימין לטבלה המחזורית הם בעלי מסה ממוצעת גדולה יותר מהיסודות משמאל. זו יכולה להיות דרך קלה לבדוק אם התשובה שלך הגיונית.
• יחידת מסה אטומית אחת מוגדרת כ 1/12 מהמסה של אטום פחמן C-12 אחד.
• שפע האיזוטופים מחושב על סמך דגימות המתרחשות באופן טבעי על כדור הארץ. תרכובות לא שגרתיות כגון מטאוריטים או דגימות מעבדה עשויות להיות בעלות יחסי איזוטופים שונים, וכתוצאה מכך מסות אטומיות ממוצעות שונות.
• המספר בסוגריים לאחר המסה האטומית מייצג את אי הוודאות של הספרה האחרונה. לדוגמה, מסת אטומית של 1.0173 (4) פירושה שלדגימה כללית של אטומים יש מסה בטווח 1.0173 ± 0.0004. אין צורך להשתמש במספר זה אלא אם תתבקשו בבעיה.
• השתמש במסה האטומית הממוצעת בעת חישוב המונים הכוללים יסודות ותרכובות.