Inhoud

• Stappen
• Advies
• Waarschuwing
• Wat je nodig hebt

Het atoom met gemiddelde massa is geen directe maat voor de massa van een atoom. In plaats daarvan is dit de gemiddelde massa per atoom van een typisch monster van het element. Als je de massa van miljarden individuele atomen kunt meten, kun je dit achterhalen door hun gemiddelde te berekenen. We hebben een meer praktische methode, die is gebaseerd op informatie over de verschillende isotopen van het chemische element.

Stappen

Deel 1 van 2: Bereken het atoom met de gemiddelde massa

1. 

   Begrijp isotopen en massa-atomen. In de natuur bestaan ​​de meeste elementen in vele vormen of isotopen. Het enige verschil tussen twee isotopen van hetzelfde element is het aantal neutronen in het atoom, waarvan het aantal neutronen het massa-atoom beïnvloedt. Bij het berekenen van het atoom met gemiddelde massa wordt rekening gehouden met het effect van dit verschil en kun je de gemiddelde massa van elk atoom in een monster van die atomen zien.
   • Elementzilver (Ag) heeft bijvoorbeeld twee natuurlijke isotopen: Ag-107 en Ag-109 (of Ag en Ag). De isotoop is genoemd naar het "massagetal", oftewel de som van het aantal protonen en het aantal neutronen in een atoom. Dat betekent dat Ag-109 twee neutronen meer heeft dan Ag-107, dus het atoom is iets zwaarder.

2. 

   
   
   Zoek de massa van elke isotoop. U hebt voor elke isotoop twee stukjes informatie nodig. U kunt ze opzoeken in naslagwerken of online opzoeken, bijvoorbeeld webelements.com. De eerste is het kubieke atoom, of de atoommassa, van elke isotoop. Isotopen met meer neutronen hebben meer massa.
   • De zilverisotoop Ag-107 heeft bijvoorbeeld het massa-atoom 106,90509 amu (de eenheid van een kubisch atoom). De isotoop Ag-109 is iets zwaarder met een massa van 108,90470.
   • Het paar decimalen aan het einde kan enigszins afwijken in de documenten. Schrijf geen cijfers tussen haakjes na de mis.

3. 

   
   
   Schrijf voor elke isotoop het natuurlijke overlevingspercentage op. Deze verhouding geeft de prevalentie van de isotoop aan, als percentage van de totale atomen van het element. Je vindt deze informatie in hetzelfde document met een kubisch atoom erop. De natuurlijke overleving van alle isotopen moet 100% zijn (hoewel dit enigszins kan verschillen vanwege de afrondingsfout).
   • Ag-107 isotoop heeft de verhouding van 51,86%. De isotoop Ag-109 komt minder vaak voor met een snelheid van 48,14%. Dat betekent dat een normaal zilvermonster 51,86% Ag-107 en 48,14% Ag-109 heeft.
   • Alle isotopen die dit overlevingspercentage niet hebben, worden genegeerd. Deze isotopen komen van nature niet voor op aarde.

4. 

   
   
   Converteer het isotooppercentage naar een decimaal getal. Als u deze verhouding door 100 deelt, krijgt u dezelfde waarde als een decimaal.
   • In het bovenstaande zilvermonster is de verhouding van isotopen 51,86 / 100 = 0,5186 en 48,14 / 100 = 0,4814.

5. 

   Vind het gemiddelde kubieke atoom. Het gemiddelde massa-atoom van een element heeft n isotopen gelijk (Atomic Block_{Isotoop 1} * verhouding_{Isotoop 1}) + (atomaire massa_{Isotoop 2} * verhouding_{Isotoop 2}) + ... + (kubisch atoom_{isotopen n} * verhouding_{isotopen n}. Dit is een voorbeeld van een "gemiddelde massa", wat betekent dat hoe groter de overlevingskans van de isotoop, hoe groter het effect op het resultaat. Het toepassen van deze formule voor zilver is als volgt:
   • Atoom met gemiddelde massa_Ag = (kubisch atoom_Ag-107 * verhouding_Ag-107) + (atomaire massa_Ag-109 * verhouding_Ag-109)
     =(106,90509 * 0,5186) + (108,90470 * 0,4814)
     = 55,4410 + 52,4267
     = 107.8677 amu.
   • Zoek dat element op het periodiek systeem om de resultaten te controleren. Het gemiddelde kubieke atoom wordt altijd onder het chemische symbool van het element geschreven.
   advertentie

Deel 2 van 2: Resultaten gebruiken

1. 

   Converteer massa naar atoomnummer. Het atoom met gemiddelde massa toont de relatie tussen massa en het aantal atomen in een typisch monster van dat element. Dit is erg handig in chemische laboratoria omdat het bijna onmogelijk is om atomen nauwkeurig te tellen, maar massa's zijn gemakkelijk te bepalen. U kunt bijvoorbeeld een zilvermonster wegen en weten dat er één zilveratoom is voor elke 107.8677 amu.

2. 

   Omzetten in molaire massa. De atomaire massa-eenheid is erg klein, dus chemici gebruiken vaak de grameenheid voor massa. Gelukkig hebben we definities van deze concepten, dus de transformatie zou eenvoudig moeten zijn. Vermenigvuldig gewoon het gemiddelde massa-atoom met 1 g / mol (molaire massa-constante) om een ​​resultaat in g / mol te krijgen. 107.8677 gram zilver bevat bijvoorbeeld één mol zilveratomen.

3. 

   Vind de gemiddelde moleculaire massa. Omdat een molecuul een verzameling atomen is, kun je de massa van alle atomen optellen om de molecuulmassa te vinden. Als je een atoom met gemiddelde massa gebruikt (in plaats van de massa van een bepaald isotoop), is het resultaat de gemiddelde moleculaire massa van een monster in de natuur. Hier is een voorbeeld:
   • Een watermolecuul heeft de chemische formule H₂O bevat twee waterstofatomen (H) en één zuurstofatoom (O).
   • Waterstof heeft een gemiddeld massa-atoom van 1.00794 amu. Zuurstof heeft een gemiddelde atoommassa van 15.9994 amu.
   • Dus de gemiddelde molecuulmassa van H₂O is gelijk aan (1,00794) (2) + 15,9994 = 18,01528 amu, wat overeenkomt met 18,01528 g / mol.
   advertentie

Advies

• Het concept van relatieve atomaire massa wordt soms gebruikt als synoniem voor een atoom met een gemiddelde massa. Er is een klein verschil omdat de atomaire massa relatief uneenheid is; het is een meting van de massa ten opzichte van een koolstof-12 atoom. Zolang je de atomaire massa-eenheid gebruikt in de berekening van het gemiddelde kubieke atoom, zijn deze twee waarden hetzelfde.
• Het getal tussen haakjes na het kubieke atoom vertelt ons de fout. Massa-atoom 1.0173 (4) betekent bijvoorbeeld dat het normale atoom van het element een massabereik heeft van ongeveer 1,0173 ± 0,0004. U hoeft dit nummer niet te verkrijgen als er niet om wordt gevraagd.
• Op het periodiek systeem zal het gemiddelde kubieke atoom van het volgende element groter zijn dan het voorgaande, op enkele uitzonderingen na. Hier is een snelle manier om uw resultaten te controleren.
• 1 atomaire massa-eenheid is 1/12 van de massa van een koolstof-12-atoom.
• De overlevingspercentages van isotopen worden berekend op basis van typische natuurlijk voorkomende monsters op aarde. Niet-natuurlijk voorkomende stoffen zoals meteorieten of stoffen die in een laboratorium zijn geproduceerd, kunnen verschillende isotopenverhoudingen hebben, dus het gemiddelde massaatoom is ook anders.

Waarschuwing

• Massa-atomen worden altijd geschreven in atomaire massa-eenheden (amu of u), ook wel dalton (Da) genoemd. Schrijf nooit een andere massa-eenheid (zoals een kilogram) achter dit getal zonder deze te wijzigen.

Wat je nodig hebt

• Potlood
• Papier
• Laptop
• Gegevens over het overlevingspercentage van isotopen in de natuur.
• Massa atomaire eenheidsgegevens voor isotopen.