Содержание

Относительная атомная масса — Энциклопедия MPLast

Относительная атомная масса – это масса атома, выраженная в атомных единицах массы (а. е. м.). Относительную атомную массу принято абозначать как  Ar. Большинство природных химических элементов представляют собой смесь изотопов, поэтому за относительную атомную массу элемента принимают среднее значение относительной атомной массы природной смеси его изотопов с учетом их содержания в земных условиях. Именно эти значения и приведены в Периодической системе. Например, кислород имеет три изотопа 16О,17О и 18О, их атомные массы и содержание  в природной смеси приведены в таблице 1.

Таблица 1: Изотопный состав кислорода в природной смеси
Изотоп Содержание в природной смеси, атомн., % ni Атомная масса изотопа (а.е.м), Ar,i
16О 99,759 15,995
17О 0,037 16,999
18О 0,204 17,999

Среднее значение атомной массы с учетом вклада каждого изотопа вычисляется по следующей формуле:

Ar = Σ Ar,i × ni, где Ar,i – атомные массы соответствующих изотопов, ni – содержание их в природной смеси (в мольных долях).

Подставляя в эту формулу соответствующие значения из таблицы 1 для атомной массы кислорода, получаем:

Ar = 15,995×0,99759+ 16,999×0,00037 + 17,999×0,0024 = 15,999 а.е.м.

Обратите внимание, что атомная масса и массовое число – совершенно различные понятия: первое – масса атома в а.е.м., а второе – число нуклонов в ядре. Атомная масса – дробная величина (имеет целое значение только для изотопа

12С), в отличие от массового числа, которое всегда является целым.

Численно эти величины очень близки. Например, для водорода атомная масса равна 1,0078, а массовое число равно 1, для гелия атомная масса равна 4,0026, а массовое число – 4.

Относительные атомные массы имеют дробные значения по следующим причинам:

  • Большинство элементов, существующих в природе, представляют смесь нескольких изотопов. И в Периодической системе указывается среднее значение относительной атомной массы смеси природного изотопного состава.
  • Для моноизотопных элементов (например, 23Na) это значение будет также дробным, так как масса нуклонов, выраженная в а.е.м. не является целым числом (см. таблицу 1) и при образовании ядра часть массы нуклонов переходит в энергию, в соответствии с уравнением

Eсвязи = Δm×c2,   где с = 3×108 м/с – скорость света в вакууме.

При образовании любой связи всегда выделяется энергия, на что расходуется часть массы связывающихся частиц. В случае образования химических связей эта величина очень мала, поэтому  изменением массы здесь пренебрегают и считают, что масса образовавшейся частицы равна сумме масс частиц, участвующих в ее образовании. При образовании же ядра, выделяется очень большая энергия, и дефект массы хорошо заметен.


 

 

Автор: Ю. М. Коренев
Источник: Общая и неорганическая химия, Ю. М. Коренев, В. П. Овчаренко, 2000г
Дата в источнике: 2000г

1.2 Масса атома. Атомная единица массы. Относительные атомная и молекулярная массы — ЗФТШ, МФТИ

Массы атомов чрезвычайно малы.{-27}\mathrm{кг}$$.

Относительная атомная масса показывает, во сколько раз масса атома какого-либо химического элемента больше а.е.м., поэтому данная величина не имеет размерности.

Относительная атомная масса элемента ($$ {A}_{r}$$) — это отношение абсолютной массы атома химического элемента к а. е м.

Значения относительных масс элементов приведены в периодической таблице Д.И. Менделеева.

Относительная молекулярная масса ($$ {M}_{r}$$) – это сумма относительных атомных масс всех атомов, входящих в её состав.

Например, $$ {M}_{r}\left({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{SO}}_{4}\right)=2{A}_{r}\left(\mathrm{H}\right)+{A}_{r}\left(\mathrm{S}\right)+4{A}_{r}\left(\mathrm{O}\right)=98$$.

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ АТОМНАЯ МАССА | Энциклопедия Кругосвет

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ АТОМНАЯ МАССА. Английский ученый Джон Дальтон (1766–1844) на своих лекциях демонстрировал студентам выточенные из дерева модели атомов, показывая, как они могут соединяться, образуя различные вещества. Когда одного из студентов спросили, что такое атомы, он ответил: «Атомы – это раскрашенные в разные цвета деревянные кубики, которые изобрел мистер Дальтон».

Конечно, Дальтон прославился не своими «кубиками» и даже не тем, что в двенадцатилетнем возрасте стал школьным учителем. С именем Дальтона связано возникновение современной атомистической теории. Впервые в истории науки он задумался о возможности измерения масс атомов и предложил для этого конкретные способы. Понятно, что непосредственно взвесить атомы невозможно. Дальтон рассуждал только о «соотношении весов мельчайших частиц газообразных и других тел», то есть об относительных их массах. И поныне, хотя масса любого атома в точности известна, ее никогда не выражают в граммах, так как это исключительно неудобно. Например, масса атома урана – самого тяжелого из существующих на Земле элементов – составляет всего 3,952·10–22 г. Поэтому массу атомов выражают в относительных единицах, показывающих, во сколько раз масса атомов данного элемента больше массы атомов другого элемента, принятого в качестве стандарта. Фактически это и есть «соотношение весов» по Дальтону, т.е. относительная атомная масса.

В качестве единицы массы Дальтон принял массу атома водорода, а для нахождения масс других атомов он использовал найденные разными исследователями процентные составы различных соединений водорода с другими элементами. Так, по данным Лавуазье, в воде содержится 15% водорода и 85% кислорода. Отсюда Дальтон нашел относительную атомную массу кислорода – 5,67 (в предположении, что в воде на один атом водорода приходится один атом кислорода). По данным английского химика Уильяма Остина (1754–1793) о составе аммиака (80% азота и 20% водорода) Дальтон определил относительную атомную массу азота, равную 4 (также в предположении о равном числе атомов водорода и азота в этом соединении). А из данных по анализу некоторых углеводородов Дальтон приписал углероду значение 4,4. В 1803 Дальтон составил первую в мире таблицу относительных атомных масс некоторых элементов. В дальнейшем эта таблица претерпела очень сильные изменения; основные из них произошли еще при жизни Дальтона, что видно из следующей таблицы, в которой приведены данные из учебников, изданных в разные годы, а также в официальном издании ИЮПАК – Международного союза теоретической и прикладной химии (International Union of Pure and Applied Chemistry).

Таблица 1.
Элемент Н Не С N О
Дальтон, 1803 1 4,5 4 5,66
Бецелиус, 1826 1 12,26 14,18 16,02
Жерар
,
1842
1 12 14 16
Менделеев, 1906 1,008 4,0 12,0 14,04 16,000
Бьеррум, 1933 1,007 4,002 12,0 14,008 16,0000
Сиборг, 1945 1,008 4,003 12,010 14,008 16,000
ИЮПАК, 1993 1,00794 4,002602 12,011 14,00674 15,9994

Прежде всего, обращают на себя внимание непривычные атомные массы у Дальтона: они в несколько раз отличаются от современных! Это объясняется двумя причинами. Первая – неточность эксперимента в конце 18 – начале 19 в. Когда Гей-Люссак и Гумбольдт уточнили состав воды (12,6% Н и 87,4% О), Дальтон изменил значение атомной массы кислорода, приняв ее равной 7 (по современным данным в воде 11,1% водорода). По мере совершенствования методов измерения уточнялись атомные массы и многих других элементов. При этом за единицу измерения атомных масс сначала выбирали водород, потом – кислород, а в настоящее время – углерод.

Вторая причина более серьезная. Дальтон не знал, в каком соотношении находятся атомы разных элементов в различных соединениях, поэтому он принял наиболее простую гипотезу о соотношении 1:1. Так считали многие химики, пока не были надежно установлены и приняты химиками правильные формулы для состава воды (Н2О) и аммиака (NH3), многих других соединений. Для установления формул газообразных веществ использовался закон Авогадро, позволяющий определять относительную молекулярную массу веществ. Для жидких и твердых веществ использовали другие способы (см. МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ ОПРЕДЕЛЕНИЕ). Особенно просто было устанавливать формулы соединений элементов переменной валентности, например, хлорида железа. Относительная атомная масса хлора уже была известна из анализа ряда его газообразных соединений. Теперь, если принять, что в хлориде железа число атомов металла и хлора одинаково, то для одного хлорида относительная атомная масса железа получалась равной 27,92, а для другого – 18,62. Отсюда следовало, что формулы хлоридов FeCl

2 и FeCl3, и Ar(Fe) = 55,85 (среднее из двух анализов). Вторая возможность – формулы FeCl4 и FeCl6, и Ar(Fe) = 111,7 – была исключена как маловероятная. Относительные атомные массы твердых веществ помогало находить эмпирическое правило, сформулированное в 1819 французскими учеными П.И.Дюлонгом и А.Т.Пти: произведение атомной массы на теплоемкость – величина постоянная. Особенно хорошо правило Дюлонга – Пти выполнялось для металлов, что позволило, например, Берцелиусу уточнить и исправить атомные массы некоторых из них.

При рассмотрении относительных атомных масс химических элементов, приводящихся в периодической таблице, можно заметить, что для разных элементов они даются с разной точностью. Например, для лития – с 4 значащими цифрами, для серы и углерода – с 5, для водорода – с 6, для гелия и азота – с 7, для фтора – с 8. Отчего такая несправедливость?

Оказывается, точность, с которой определяется относительная атомная масса данного элемента, зависит не столько от точности измерений, сколько от «природных» факторов, не зависящих от человека. Они связаны с непостоянством изотопного состава данного элемента: в разных образцах соотношение изотопов не вполне одинаковое. Например, при испарении воды молекулы с легкими изотопами (см. ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКИЕ) водорода переходят в газовую фазу чуть быстрее, чем молекулы тяжелой воды, содержащие изотопы 2Н. В результате в водяных парах изотопа 2Н немного меньше, чем в жидкой воде. Многие организмы также разделяют изотопы легких элементов (для них разница в массах более существенна, чем для тяжелых элементов). Так, при фотосинтезе растения отдают предпочтение легкому изотопу 12С. Поэтому в живых организмах, а также произошедших от них нефти и угле содержание тяжелого изотопа 13С понижено, а в углекислом газе и образовавшемся из него карбонатах, наоборот, – повышено. Микроорганизмы, восстанавливающие сульфаты, также накапливают легкий изотоп 32S, поэтому в осадочных сульфатах его больше. В «остатках» же, не усвоенных бактериями, доля тяжелого изотопа 34S больше. (Кстати, анализируя соотношение изотопов серы, геологи могут отличить осадочный источник серы от магматического. А по соотношению изотопов 12С и 13С можно даже отличить тростниковый сахар от свекловичного!)

Итак, для многих элементов приводить очень точные значения атомных масс просто не имеет смысла, поскольку они немного меняются от одного образца к другому. По точности, с какой приводятся атомные массы, можно сразу сказать, происходит ли в природе «разделение изотопов» данного элемента и насколько сильно. А вот, например, для фтора атомная масса приводится с очень высокой точностью; значит, атомная масса фтора в любом его земном источнике постоянна. И это неудивительно: фтор относится к так называемым элементам-одиночкам, которые в природе представлены одним-единственным нуклидом.

В периодической таблице массы некоторых элементов стоят в скобках. Это относится главным образом к актинидам, стоящим после урана (так называемые трансурановые элементы), к еще более тяжелым элементам 7-го периода, а также к нескольким более легким; среди них технеций, прометий, полоний, астат, радон, франций. Если сравнить таблицы элементов, напечатанные в разные годы, то окажется, что эти числа время от времени меняются, иногда в течение всего нескольких лет. Некоторые примеры приведены в таблице.

Причина изменений в таблицах заключается в том, что указанные элементы радиоактивны, у них нет ни одного стабильного изотопа. В таких случаях принято приводить либо относительную атомную массу наиболее долгоживущего нуклида (например, для радия), либо массовые числа; последние приводятся в скобках. Когда открывают новый радиоактивный элемент, то получают вначале лишь один из многих его изотопов – конкретный нуклид с определенным числом нейтронов. Исходя из теоретических представлений, а также экспериментальных возможностей, стараются получить нуклид нового элемента с достаточным временем жизни (с таким нуклидом легче работать), однако удавалось это «с первого захода» не всегда. Как правило, при дальнейших исследованиях выяснялось, что существуют и могут быть синтезированы новые нуклиды с бoльшим временем жизни, и тогда проставленное в Периодической таблице элементов Д.И.Менделеева число надо было заменять. Сопоставим массовые числа некоторых трансуранов, а также прометия, взятые из книг, изданных в разные годы. В скобках в таблице приведены современные данные для периодов полураспада. В старых изданиях вместо принятых в настоящее время символов элементов 104 и 105 (Rf – резерфордий и Db – дубний) фигурировали Ku – курчатовий и Ns – нильсборий.

Таблица 2.
Элемент Z Год издания
1951 1958 1983 2000
Pm   61 147 (2,62 года) 145 (18 лет) 145 145
Pu    94 239 (24100 лет) 242 (3,76.105 лет) 244 (8,2.107 лет) 244
Am    95 241 (432 года) 243 (7370 лет) 243 243
Cm    96 242 (163 сут) 245 (8500 лет) 247 (1,58.107 лет) 247
Bk    97 243 (4,5 час) 249 (330 сут) 247 (1400 лет) 247
Cf    98 245 (44 мин) 251 (900 лет) 251 251
Es    99 254 (276 сут)    254 252 (472 сут)
Fm    100 253 (3 сут) 257 (100,5 сут) 257
Md    101 256 (76 мин) 258 (52 сут) 258
No    102 255 (3,1 мин) 259 (58 мин)
Lr    103 256 (26 сек) 262 (3,6 час)
Rf    104 261 (78 сек) 261
Db    105 261 (1,8 сек) 262 (34 сек)

Как видно из таблицы, все приведенные в ней элементы радиоактивные, их периоды полураспада намного меньше возраста Земли (несколько млрд. лет), поэтому в природе этих элементов нет и получены они искусственно. По мере совершенствования техники эксперимента (синтез новых изотопов и измерение времени их жизни) иногда удавалось найти нуклиды, живущие в тысячи и даже миллионы раз дольше известных до этого. Например, когда в 1944 на циклотроне в Беркли были поставлены первые опыты по синтезу элемента № 96 (впоследствии его назвали кюрием), то единственная имевшаяся тогда возможность получения этого элемента заключалась в облучении a-частицами ядер плутония-239: 239Pu + 4He ® 242Cm + 1n. Полученный нуклид нового элемента имел период полураспада около полугода; он оказался очень удобным компактным источником энергии, и позднее его использовали с этой целью, например, на американских космических станциях «Сервейор». В настоящее время получен кюрий-247, который имеет период полураспада 16 млн. лет, что в 36 млн. раз превышает время жизни первого известного нуклида этого элемента. Так что изменения, вносимые время от времени в таблицу элементов, могут быть связаны не только с открытием новых химических элементов!

В заключение – о том, как узнали, в каком соотношении присутствуют в элементе разные изотопы? Например, о том, что в природном хлоре на долю 35Cl приходится 75,77% (остальное – изотоп 37Cl)? В данном случае, когда в природном элементе всего два изотопа, решить задачу поможет такая аналогия.

В 1982 в результате инфляции стоимость меди, из которых чеканились одноцентовые монеты США, превысила номинал монеты. Поэтому с этого года монеты делают из более дешевого цинка и лишь сверху покрывают тонким слоем меди. При этом содержание дорогой меди в монете снизилось с 95 до 2,5%, а масса – с 3,1 до 2,5 г. Через несколько лет, когда в обращении находилась смесь монет двух типов, преподаватели химии сообразили, что эти монеты (на глаз они почти неразличимы) – прекрасное пособие для их «изотопного анализа», либо по массе, либо по числу монет каждого типа (аналогия массовой или мольной доли изотопов в смеси). Будем рассуждать так: пусть у нас имеется 210 монет, среди которых есть и легкие, и тяжелые (это соотношение не зависит от числа монет, если их достаточно много). Пусть также общая масса всех монет равна 540 г. Если бы все эти монеты были «легкой разновидности», то общая их масса была бы равна 525 г, что на 15 г меньше действительной. Почему так? Потому что не все монеты легкие: есть среди них и тяжелые. Замена одной легкой монеты на тяжелую приводит к увеличению общей массы на 0,6 г. Нам же надо увеличить массу на 40 г. Следовательно, легких монет имеется 15/0,6 = 25. Таким образом, в смеси 25/210 = 0,119 или 11,9% легких монет. (Конечно, со временем «изотопное соотношение» монет разного типа будет меняться: легких будет все больше, тяжелых – все меньше. Для элементов же соотношение изотопов в природе постоянно.)

Точно так же и в случае изотопов хлора или меди: известна средняя атомная масса меди – 63,546 (ее определили химики, анализируя различные соединения меди), а также массы легкого 64Cu и тяжелого 65Cu изотопов меди (эти массы определили физики, используя свои, физические, методы). Если элемент содержит более двух стабильных изотопов, их соотношение определяется другими методами.

Наши монетные дворы – Московский и Санкт-Петербургский тоже, оказывается, чеканили разные «изотопные разновидности» монет. Причина та же – подорожание металла. Так, 10- и 20-рублевые монеты в 1992 чеканились из немагнитного медно-никелевого сплава, а в 1993 – из более дешевой стали, и эти монеты притягиваются магнитом; по внешнему виду они практически не различаются (кстати, часть монет этих годов отчеканены «не в том» сплаве, такие монеты очень редкие, а некоторые стоят дороже золота!). В 1993 чеканились также 50-рублевые монеты из медного сплава, и в том же году (гиперинфляция!) – из стали, покрытой латунью. Правда, массы наших «изотопных разновидностей» монет отличаются не так сильно, как у американских. Тем не менее, точное взвешивание кучи монет дает возможность рассчитать, сколько в них монет каждого сорта – по массе, либо по числу монет, если подсчитано общее их число.

Илья Леенсон

Относительная атомная масса химических элементов | Химия. Шпаргалка, шпора, формула, закон, ГДЗ, опыты, тесты, сообщение, реферат, кратко, конспект, книга

Тема:

Атом и элементарные частицы

Отношение абсолютной массы атома к атомной единице мас­сы называют относительной атомной массой. Ее обозначают Аr. Такое обозначение соединило в себе первые буквы слов «атомная» и relativus — «относительный» (лат.). Формула для вычисления относительной атомной массы следующая:

Ar(E) = m(E) / mu,

где Аr(Е) — относительная атомная масса химического эле­мента; m(Е) — абсолютная масса его атома; muатомная еди­ница массы.

Имеет ли относительная атомная масса единицу измере­ния? Нет, как и любая относительная величина. Из записи

Ar(E) = m(E)(кг) / mu(кг)

видно, что единицы измерения (кг) сокра­щаются. Значит, относительная атомная масса является без­размерной величиной. Она показывает, во сколько раз масса атома химического элемента больше массы эталона.

Вычисленные по рассмотренной формуле значения отно­сительных атомных масс — сравнительно небольшие и удоб­ные в использовании числа. Они определены с большой точ­ностью. Тем не менее, для расчетов в химии преимуществен­но используют значения относительных атомных масс, округленные до целых чисел. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Например, запись Аr(Al) = 27 означает: относительная атомная масса алюминия 27, т. е. масса атома алюминия в 27 раз больше атомной единицы массы.

Хлор — исключение, его относительная атомная масса округлена до десятых.

На этой странице материал по темам:
  • Атомные массы химических элементов округленные

  • Относительная атомная масса химических элементов

  • Относительная атомная масса алюминия ( округленно до целого числа)

  • Относительная и абсолютная атомная масса. шпора

Относительная атомная и молекулярная массы

Атомы имеют очень маленький размер и очень маленькую массу. Если выражать массу атома какого-нибудь химического элемента в граммах, то это будет число перед которым находится более двадцати нулей после запятой. Поэтому измерять массу атомов в граммах неудобно.

Однако, если принять какую-либо очень малую массу за единицу, то все остальные малые массы можно выражать как отношение к этой единицы. В качестве единицы измерения массы атома была выбрана 1/12 часть массы атома углерода.

1/12 часть массы атома углерода называют атомной единицей массы (а. е. м.).

Относительной атомной массой является величина, равная отношению реальной массы атома конкретного химического элемента к 1/12 реальной массы атома углерода. Это безразмерная величина, так как делятся две массы.

Ar = mат. / (1/12)mугл.

Однако абсолютная атомная масса равна относительной по значению и имеет единицу измерения а.е.м.

То есть относительная атомная масса показывает, во сколько раз масса конкретного атома больше 1/12 атома углерода. Если у атома Ar = 12, значит его масса в 12 раз больше 1/12 массы атома углерода, или, другими словами, в нем 12 атомных единиц массы. Такое может быть только у самого углерода (C). У атома водорода (H) Ar = 1. Это значит, что его масса равна массе 1/12 части от массы атома углерода. У кислорода (O) относительная атомная масса равна 16 а.е.м. Это значит, что атом кислорода в 16 раз массивнее 1/12 атома углерода, в нем 16 атомных единиц массы.

Самый легкий элемент — это водород. Его масса примерно равна 1 а.е.м. У самых тяжелых атомов масса приближается к 300 а.е.м.

Обычно для каждого химического элемента его значение абсолютной массы атомов, выраженных через а. е. м. округляют.

Значение атомных единиц массы записаны в таблице Менделеева.

Для молекул используется понятие относительной молекулярной массы (Mr). Относительная молекулярная масса показывает, во сколько раз масса молекулы больше 1/12 массы атома углерода. Но поскольку масса молекулы равна сумме масс составляющих ее атомов, то относительную молекулярную массу можно найти, просто сложив относительные массы этих атомом. Например, в молекулу воды (H2O) входят два атома водорода с Ar = 1 и один атом кислорода с Ar = 16. Следовательно, Mr(Н2O) = 18.

Ряд веществ имеет немолекулярное строение, например металлы. В таком случае их относительную молекулярную массу считают равной их относительной атомной массе.

В химии важным является величина, которая называется массовая доля химического элемента в молекуле или веществе. Она показывает, какая часть относительной молекулярной массы приходится на данный элемент. Например, в воде на водород приходится 2 доли (так как два атома), а на кислород 16. То есть, если смешать водород массой 1 кг и кислород массой 8 кг, то они прореагируют без остатка. Массовая доля водорода равна 2/18 = 1/9, а массовая доля кислорода 16/18 = 8/9.

Атомная масса относительная — Справочник химика 21

    Абсолютные массы атомов и молекул. Атомная единица массы. Относительная атомная масса. Относительная молекулярная масса и ее расчет. [c.7]

    В начале XIX в. Дж. Дальтон, опираясь на открытые к тому времени законы химии — кратных отношений, эквивалентов, постоянства состава, возродил атомистическую теорию. Главное отличие новых положений теории от представлений древнегреческих философов заключалось в том, что они опирались на строгие экспериментальные данные о строении вещества. Дальтон установил, что атомы одного и того же химического элемента имеют одинаковые свойства, а разным элементам соответствуют разные атомы. Была введена важнейшая характеристика атома — атомная масса, относительные значения которой были установлены для ряда элементов. Однако атом по-прежнему считался неделимой частицей. [c.37]


    Элемент Атомный номер Массовое число Относительная разность атомных масс, % Относительная естественная концентрация, % [c.220]

    А—атомная масса относительная  [c.3]

    Масса атома, выраженная в атомных единицах массы, называется атомной массой относительной атомной массой). [c.25]

    Атомная масса относительная — средняя масса атома химического элемента, выраженная в атомных единицах массы например, для кислорода 16, для углерода 12. [c.10]

    Название элемента Сим- вол Число протонов = порядковый номер Число нейтронов (наиболее часто встречающееся) Атомная масса (относительная)  [c.136]

    Термины атомный вес , молекулярный вес не вполне точны, правильнее было бы говорить относительная атомная масса , относительная молекулярная масса . Однако употребление выражений атомный вес , молекулярный вес утвердилось в химической литературе и мы будем пользоваться ими. [c.9]

    При решении задач, связанных с расчетами по химическим формулам и уравнениям, используется понятие о количестве вещества, а не метод составления пропорций, который подробно рассматривается во многих других задачниках. В задачнике дано четкое представление о таких понятиях, как моль , относительная атомная масса , относительная молекулярная масса , мо- [c.3]

    Атомная масса (относительная) — отношение средней массы атома естественного изотопического состава элемента к i/,2 массы атома углерода С. [c.371]

    Атомная Масса (относительная) А, Вместимость см. Объем Внутренняя энергия и Волновое число V [c.248]

    Атомная масса относительная — масса атома вещества, отнесенная к /12 массы атома углерода-12 [c.437]

    Условие задачи (пункт 2) дополняется теми данными, которые в задачах обычно не даются (но требуются для расчета в соответствии с выведенной формулой), поскольку эти данные можно получить из уравнения реакции (стехиометрические коэффициенты), из Периодической системы (относительные атомные массы, относительные молекулярные массы, молярные массы) или из справочных таблиц (число Авогадро и молярный объем газа при н.у. должны быть известны по памяти). [c.232]

    Атомная масса (относительная) Л, [c.253]

    При решении задач, связанных с расчетами по химическим формулам и уравнениям, используется понятие о количестве вещества, а не метод составления пропорций, который подробно рассматривается во многих других задачниках. В задачнике дано четкое представление о таких понятиях, как «моль», «относительная атомная масса», «относительная молекулярная масса», «молярная масса», «молярный объем», «постоянная Авогадро», «массовая доля». По ним в учебной литературе имеется наибольшее число устаревших и ошибочных объяснений, часто используются не применяемые ныне обозначения и единицы физических величин. В книге использованы единицы СИ и некоторые допустимые внесистемные единицы (литр, тонна и др.). [c.3]


    Относительная атомная масса. Относительная молекулярная масса [c.10]

    Атомная масса относительная атомная масса) — это масса атома, выраженная в атомных единицах массы (а. е. м.). [c.15]

    Атомной массой элемента называется средняя масса атома элемента относительно массы углерода-12. Если считать, что массы нейтрона п протона равны каждая приблизительно 1 и и что масса электрона относительно мала, то отклонение величин атомных масс от целых чисел для ряда элементов достаточно неожиданно. Иллюстрацией этого служат, например, атомные массы сурьмы (8Ь) — 121,75, бора (В) — 10,811, хлора (С1) — 35,45, рубидия (ВЬ) — 85,47. Дробные величины масс обусловлены тем, что большинство элементов существует в виде смеси атомов с различными массами, называемых изотопами. Число протонов (и электронов), присутствующих во всех атомах данного элемента, должно быть одинаковым. Изотопы имеют разное число нейтронов в ядре. Это означает, что изотопы, отличаются по своим массовым числам (числу протонов плюс число нейтронов), но не по своим атомным числам (числу протонов). Именно существование и распределение изотопов определяют точное значение атомной массы. Относительное количество данного изотопа называют природным содержанием этого изотопа (табл. 1-2). [c.12]

    В этой теме закладываются и количественные понятия относительная атомная масса, относительная молекулярная масса, количество вещества, моль. Уже известный из физики закон сохранения и превращения энергии позволяет обозначить энергетическую сторону некоторых процессов и образования веществ с точки зрения энергетической выгодности. Впоследствии все это должно развиваться. [c.213]

    Атомная масса (относительная), Внутренняя энергия, / [c.77]

    АМ — атомная масса (относительная) [c.7]

    Атомная масса (относительная), Аг Внутренняя энергия, и Волновое число, V Время, т Давление, р атомная единица массы, а. е. м. джоуль, Дж метр в минус первой степени, м- секунда, с паскаль, Па [c.315]

    Наибольшей твердостью обладают минералы с наибольшим значением энергии связи. Такие минералы содержат атомы химических элементов, у которых радиусы действия ионов относительно небольшие. В таблице Д. И. Менделеева малые по размерам атомы располагаются в первых периодах (вверху) , их атомная масса относительно небольшая. Таким образом, минералы с ионной или ковалентной связью, состоящие из легких атомов (Вс, Mg, Al, Si), обладают повышенной твердостью. Естественно, они имеют более низкую плотность, которая снижается за счет более низких атомных масс химических элементов, [c.73]

    Безразмерную величину, определяемую отношением плотности рассматриваемого вещества к плотности условного стандартного вещества (воды для твердых и жидких тел и воздуха для газов в определенных физич. условиях), следует называть относительной плотностью (а не удельным весом или относительным удельным весом). Аналогично неправильно применять термины атомный вес , молекулярный вес , эквивалентный вес , закон сохранения веса веществ , молекулярно-весовое распределение , весовая концентрация , весовое содержание в % вместо терминов относительная атомная масса , относительная молекулярная масса , эквивалентная масса , закон сохранения массы вещества , молекулярно-массовое распределе- [c.79]

    Одновременно в химии пользуются относительными атомными массами. Относительной атомной массой элемента называется отношение массы атома к /12 массе атома углерода. Обозначается относительная атомная масса элемента символом А , где г — начальная буква слова relative — относительный. Важно, что в отличие от величины Отд, величина А безразмерна. Связь между величинами Отд и А, показана соотношением [c.17]

    Вначале за единицу атомной массы была принята масса атома водорода. Тогда атомную массу любого элемента рассматривали как число, которое показывает, во сколько раз масса атома данного химического элемеЛа больше массы самого легкого атома — атома водорода. Однако о тределение атомных масс относительно водородной единицы имело некоторые трудности и неудобства во-первых, водород далеко не со всеми элементами вступал в химические соединения во-вторых, атомные массы химических элементов по отношению к массе атома водорода были дробными числами. Поэтому в 1887 г. за единицу- меры массы атомов условно была принята Vi6 часть массы атома кислорода, названная кислородной единицей (к. е.). [c.9]

    Атомная масса (относительная) -otholii hii средней массы атома естественного изотопического состава элемента к 1/12 массы атома углерода [c.435]


Урок химии «Относительная атомная масса»

Краткосрочный план

урока по химии в 7 классе

Предмет: Химия

Школа: КГУ «Быструшинская СШ-детский сад»

Дата:

Имя учителя: Клименко С.В.

Класс: 7 кл

Количество отсутствующих: присутствующих:

Раздел 7.3С: Относительная атомная масса. Простейшие формулы.

Тема урока:относительная атомная масса

Цели обучения, которые помогает достичь данный урок

7.1.2.8 Понимать, что большинство элементов на Земле встречаются в видеcмеси изотопов, образовавшихся при формировании планет.

7.1.2.9 – понимать, что атомные массы химических элементов, имеющие природные изотопы, являются дробными числами

7.1.2.10- знать определение относительной атомной массы химических элементов

Цели урока

Вычислять относительную атомную массу по химическим формулам

Критерии оценки

Все учащиеся смогут:

Большинство учащихся смогут:

  • Округлять числа до целого числа

  • Определять Относительную атомную массу

Некоторые учащиеся смогут:

Сравнивать массы атомов элементов с 1 а.е.м.

Языковые

цели

цел

Предметная лексика и терминология:том,масса, атомная единица массы, относительная атомная масса.

Серия полезных фраз: Относительную атомную массу можно определить по…..

для вычисления массы необходимо….

относительную атомную массу имеет…

атомная масса измеряется…..

Привитие

ценностей

Коммуникативные, здоровьесберегающие, …….

Межпредметная связь

Предусмотрены внутрипредметные и межпредметные связи с естествознанием, физикой, математикой

Предыдущее обучение

Ход урока

Запланированные сроки

Запланированные мероприятия

(Деятельность учителя и учащихся)

Ресурсы

Начало урока

10 мин

(2 мин) создание коллаборативной среды. Психологический настрой. (снятие внутреннего напряжения учащихся)прием «Во!»

Учитель задает вопросы а учащиеся отвечают «Во!» показывая рукой, больной палец в верх.если нравится. И палей вниз если нет.

— какая сегодня погода!

— Какая у нас школа!

— какие у тебя одноклассники!

— какое у тебя настроение! И т.д

(7мин) Задание: актуализация прежних знаний.Химическая разминка:

1) Проверка знаний химических элементов.

Переставив буквы в каждом слове, надо получить название химического элемента.
Леодруг – без этого элемента в печке не будет огня (углерод).
сликодор – без этого элемента не проживете и десяти минут (кислород).
мникрей – этот элемент ищите среди камней (кремний)
орребес – блестит, а не золото ( серебро)

Онне-какой газ утверждает, что он – это не он (неон)

Роб-Какой неметалл является лесом (бор)

Химический диктант: (на доске)- проводится на отдельных листках . По желанию учителя возможно 1-2 учащихся вызвать к доске (эти ребята работают за закрытой частью доски), а по окончании диктанта открываем половинки доски и совместно с учителем ,проверяя этих учащихся , каждый ученик проверяет себя.

Задание 1.На доске произношение химического элемента — написать символ:

Це-

Аш-

Купрум

Эс-

Хлор-

Силициум-

Задание 2. Написать произношение химического символа и русское название химического элемента:

N

Al

Fe

O

Ag

Zn

Задание 3: Написать символ и произношение химического элемента:

Натрий-

Железо-

Медь-

Кислород-

Кремний-

(1мин) Самооценивание: смайлики

Все сделал правильно допустил ошибки

Есть неточности

Учитель:

«Логическая задача»

Вася и Петя очень любили химию, а Коля ее терпеть не мог. Поэтому Коля никогда не понимал содержания записок, которыми обменивались Вася и Петя. Дело в том, что они передавали записки через Колю, а он из любопытства всегда в них заглядывал.

Попытайтесь расшифровать одну фразу из такой записки. Ключ к расшифровке вы найдете в периодической таблице Д.И.Менделеева.

Os Te Ni Os S In Te Eu Li Ь Ni Al Я

Al Te Os Mg Ni Al Я

Mg Al S S Al

Тема урока: Относительная атомная масса

Определение цели урока, высказывают учащиеся

.

Приложение 1

Приложение 2

Середина урока

25 мин

Постановка проблемного вопроса

· Массы атомов очень малы.

Абсолютные массы некоторых атомов:

 m(C) =1,99268 ∙ 10-23 г

   m(H) =1,67375 ∙ 10-24 г

· В настоящее время в физике и химии принята единая система измерения.

Введена атомная единица массы (а.е.м.)

m(а.е.м.) = 1/12 m(12C) = 1,66057 ∙ 10-24 г.

· Ar(H) = m(атома) / m (а.е.м.) =

= 1,67375 ∙ 10-24 г/1,66057 ∙ 10-24 г = 1,0079 а.е.м.

Атомная единица массы – это 1/ 12 массы атома углерода м(С)

· Ar – показывает, во сколько раз данный атом тяжелее 1/12 части атома 12С, это безразмерная величина.

Относительная атомная масса — это 1/12 массы атома углерода, масса которого равна 12 а.е.м.

Относительная атомная масса безразмерная величина

Например, относительная атомная масса атома кислорода равна 15,994 (используем значение из периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева). 
Записать это следует так, Ar(O) = 16. Всегда используем округлённое значение, исключение представляет относительная атомная масса атома хлора:

Ar(Cl) = 35,5.

  • белок (10 нм)

  • ДНК (2 нм)

  • молекула воды (0,2 нм)

  • атом водорода (0,05 нм)

  • атомное ядро (10~15 м).

(Для учащихся 7 класса обязательно нужно пояснить, что 1 нм = 10~9 м, а также объяснить, что означает отрицательная степень.)

Учащимся предлагается шкала объектов, окружающих нас в повседневной жизни, до атомов .

-Проведите аналогию, что объединяет все эти объекты?

После того как учащиеся расшифровали задаются вопросы.

-Что такое масса?

— В каких единицах измерения обычно вычисляют вес тела?

— можно ли взвесить 10 молекул кислорода на школьных весах?

— Что значит масса атома элемента?

— В чем измеряется атомная масса?

Поэтому учёные используют относительные атомные массы Аr. Этим понятием будем пользоваться и мы с вами на уроках химии.

Что означает слово «относительная»?

Учащиеся, как правило, вспоминают, что «относительный» означает по отношению к чему-то. К чему в данном случае?

Даю определение понятия относительной атомной массы в виде схемы 4.

Произвольное деление на 4 группы по карточкам ()

Работа в группах

  1. со словарем.(даются ключевые термины темы и учащиеся дают им свое определение)

  2. Работа с учебником по алгоритму

— прочитайте текст учебника.

— найдите определение атомная единица массы

— выпишите данное определение в тетрадь.

— найдите определение относительная атомная масса.

— выпишите определение относительная атомная масса

— выясните где указаны относительные атомные массы.

— выясните, какое действие необходимо сделать, что бы облегчить вычисление.

— какое исключение надо помнить.

-выпишите относительную атомную массу водорода, натрия, меди, фосфора.

Индивидуальное задание:

1.Используя Периодическую таблицу химических элементов Д. И. Менделеева, выпишите символы пяти химических элементов, относительная атомная масса которых кратна 8.

2.Выпишите значения относительных атомных масс элементов-металлов, известных человеку с древности.

Учитель выступает в роли консультанта, помощника, наблюдает за работой, оценивает отдельных учащихся– формативное оценивание.

  1. Выступления групп.(учащиеся дают определения ключевых терминов урока и сравнивают с первоначальными, шаблоном )

  2. Обсуждение .Оценивание. (две звезды одно пожелание)

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Презентация №1-3

Конец урока

10 мин

(10 мин) закрепление:

  1. Тест сопоставление (для слабомотивированных)

  2. Игра «Химическое лото» работа по индивидуальным карточкам (для более мотивированных)

Взаимопроверка по шаблону

  1. Диалог с просьбой продолжить мысль…;

  • Относительной атомной массой называется…

  • в каких единицах измеряется относительная атомная масса…..

  • атомная масса меди больше массы атома серы и массы атома кислорода ……

  • У какого элемент относительная атомная масса самая легкая и тяжелая?

  1. «Мишень »-

Домашнее задание:

Для менее мотивированных: Используя Периодическую таблицу химических элементов Д. И. Менделеева, выпишите химические элементы с относительной атомной массой до 20.

Для более мотивированных: найдите в периодической таблице химические элементы:1. Относительные атомные массы которых соотносятся как 1:2; 1:4

Рефлексия

Лист самооценки

Ф.И. ученика _____________________________________

Незаконченное предложение

СЕГОДНЯ НА УРОКЕ:

я научился …

было интересно

было трудно …

могу похвалить себя за то, что …

могу похвалить одноклассников за то, что …

больше всего мне понравилось …

мне показалось важным …

для меня было открытием то, что…

Приложение 6

Приложение 7

Д/з:

Приложение 8

Дифференциация – каким образом Вы планируете оказать больше поддержки? Какие задачи Вы планируете поставить перед более способными учащимися?

Оценивание – как Вы планируете проверить уровень усвоения материала учащихся?

Метапредметные связи
Здоровье и безопасность
Связи с ИКТ
Связи с ценностями (воспитательный элемент)

На уроке предусмотрено дифференцированное задание в групповой работе. Более способные учащиеся смогут проявить свои лидерские качества, проявить свои знания и умения

Все учащиеся смогут:

Оценивание пронизывает весь урок, предусмотрено оценивание индивидуальное, групповой работы и парной работы, а также взаимооценивание

Предусмотрены внутрипредметные и межпредметные связи с математикой, физикой. естествознанием

Большинство учащихся смогут:

Некоторые учащиеся смогут:

Размышления:

Были ли цели урока/цели обучения реалистичными? Цели урока были реалистичными, достижимыми, измеримыми.

Что учащиеся выучили сегодня? Учащиеся познакомились с понятиями атомная масса и относительная атомная масса. Научились находить ее в ПСХЭ

Какая атмосфера царила в классе? Атмосфера творческая, взаимопомощи, внимания и ответственности

Сработало ли дифференциация, проводимая мной? Использована скрытая дифференциация, она была эффективной

Уложился(лась) ли я в сроки? да

Все запланированные виды работ были выполненные в намеченное время

Какие отступления были от плана урока и почему?

Общая оценка

Какие два аспекта урока прошли хорошо (подумайте, как о преподавании, так и об изучении)?

1: Деление на группы, оценивание индивидуальных ответов учащихся

2: Работа в группах/прах, атмосфера сотрудничества в группах

Какие две вещи могли бы улучшить урок (подумайте, как о преподавании, так и об изучении)?

1: На рефлексию желательно отвести больше времени, чтобы учащиеся могли высказать побольше по обобщению темы урока

2: Было бы более эффективным использование общеклассного оценочного листа, который заполняется по мере выполнения заданий учащимися

Что я узнал(а) за время урока о классе или отдельных учениках такого, что поможет мне подготовиться к следующему уроку?

Класс активный, с положительной учебной мотивацией, учащиеся доброжелательные, организованные. Есть несколько учащихся, намного опережающих большинство класса по уровню интеллектуального развития, которые всегда первыми поднимают руку, быстро мыслят и обладают самостоятельным критическим мышлением. Для этих учащихся следует ежеурочно продумывать индивидуальные виды заданий, более усложненные.

Приложение 1

.Химическая разминка:

Переставив буквы в каждом слове, надо получить название химического элемента.
Леодруг – без этого элемента в печке не будет огня .
сликодор – без этого элемента не проживете и десяти минут .
мникрей – этот элемент ищите среди камней
орребес – блестит, а не золото

Онне-какой газ утверждает, что он – это не он.

Роб-Какой неметалл является лесом .

Приложение 2.

Есть небольшие неточности молодец! Сделал все правильно допустил ошибки

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Алгоритм работы с учебником

— прочитайте текст учебника.

— найдите определение атомная единица массы

— выпишите данное определение в тетрадь.

— найдите определение относительная атомная масса.

— выпишите определение относительная атомная масса

— выясните где указаны относительные атомные массы.

— выясните, какое действие необходимо сделать, что бы облегчить вычисление.

— какое исключение надо помнить.

выпишите относительную атомную массу водорода, натрия, меди, фосфора.

Алгоритм работы с учебником

— прочитайте текст учебника.

— найдите определение атомная единица массы

— выпишите данное определение в тетрадь.

— найдите определение относительная атомная масса.

— выпишите определение относительная атомная масса

— выясните где указаны относительные атомные массы.

— выясните, какое действие необходимо сделать, что бы облегчить вычисление.

— какое исключение надо помнить.

-выпишите относительную атомную массу водорода, натрия, меди, фосфора

Алгоритм работы с учебником

— прочитайте текст учебника.

— найдите определение атомная единица массы

— выпишите данное определение в тетрадь.

— найдите определение относительная атомная масса.

— выпишите определение относительная атомная масса

— выясните где указаны относительные атомные массы.

— выясните, какое действие необходимо сделать, что бы облегчить вычисление.

— какое исключение надо помнить.

-выпишите относительную атомную массу водорода, натрия, меди, фосфора

Алгоритм работы с учебником

— прочитайте текст учебника.

— найдите определение атомная единица массы

— выпишите данное определение в тетрадь.

— найдите определение относительная атомная масса.

— выпишите определение относительная атомная масса

— выясните где указаны относительные атомные массы.

— выясните, какое действие необходимо сделать, что бы облегчить вычисление.

— какое исключение надо помнить. -выпишите относительную атомную массу водорода, натрия, меди, фосфора

выпишите относительную атомную массу водорода, натрия, меди, фосфора

Алгоритм работы с учебником

— прочитайте текст учебника.

— найдите определение атомная единица массы

— выпишите данное определение в тетрадь.

— найдите определение относительная атомная масса.

— выпишите определение относительная атомная масса

— выясните где указаны относительные атомные массы.

— выясните, какое действие необходимо сделать, что бы облегчить вычисление.

— какое исключение надо помнить. -выпишите относительную атомную массу водорода, натрия, меди, фосфора

выпишите относительную атомную массу водорода, натрия, меди, фосфора

Алгоритм работы с учебником

— прочитайте текст учебника.

— найдите определение атомная единица массы

— выпишите данное определение в тетрадь.

— найдите определение относительная атомная масса.

— выпишите определение относительная атомная масса

— выясните где указаны относительные атомные массы.

— выясните, какое действие необходимо сделать, что бы облегчить вычисление.

— какое исключение надо помнить. -выпишите относительную атомную массу водорода, натрия, меди, фосфора

выпишите относительную атомную массу водорода, натрия, меди, фосфора

Приложение 7

Игра. “Химическое лото”. Работа по индивидуальным карточкам

Прочитайте стихотворения, найдите название химических элементов, определите их химический знак в таблице и укажите рядом относительную атомную массу.

Na

H

K

Mg

О

Cu

Ag

P

N

Fe

Au

Сl

Hg

Ca

C

S

 

Унылая пора! Очей очарованье!
Приятна мне твоя прощальная краса —
Люблю я пышное природы увяданье,
В багрец и в золото одетые леса.

А. С. Пушкин

В их стройно зыблемом строю
Лоскутья сих знамен победных,
Сиянье шапок этих медных,
Насквозь простреленных в бою.

А. С. Пушкин

И квакуши, как шарики ртути
Голосами сцепляются в шар.

О. Мандельштам

И вспышками магния, кроя с балконов
Смертельною известью лица,
В агонии красных огней и вагонов
В лице изменялась столица.

В. Катаев

О, если бы вы знали,
Какой за ним уход!
Он принимает калий,
Ему дают азот.

Вера Инбер

Воды минеральные бьют из-под земли,
Кальцием и натрием насыщены они.

Г. Колпакова

О, мощный властелин судьбы!
Не так ли ты над самой бездной
На высоте, уздой железной
Россию поднял на дыбы?

А. С. Пушкин

Тогда услышал я (о диво!) запах скверный;
Как будто тухлое разбилось яйцо.
Иль карантинный страж курил жаровней серной.

А.С. Пушкин

Приложение 6

Тест сопоставление:

B(бор)

23

Si (кремний)

11

N (азот)

55

CI (хлор)

28

Mn (марганец)

35.5

Na (натрий)

14

Ni(никель)

16

O(кислород)

59

Рефлексия

Лист самооценки

Ф.И. ученика _____________________________________

Незаконченное предложение

СЕГОДНЯ НА УРОКЕ:

я научился …

было интересно…

было трудно …

могу похвалить себя за то, что …

больше всего мне понравилось …

для меня было открытием то, что…..

Рефлексия

Лист самооценки

Ф.И. ученика _____________________________________

Незаконченное предложение

СЕГОДНЯ НА УРОКЕ:

я научился …

было интересно…

было трудно …

могу похвалить себя за то, что …

больше всего мне понравилось …

для меня было открытием то, что…..

Рефлексия

Лист самооценки

Ф.И. ученика _____________________________________

Незаконченное предложение

СЕГОДНЯ НА УРОКЕ:

я научился …

было интересно…

было трудно …

могу похвалить себя за то, что …

больше всего мне понравилось …

для меня было открытием то, что…..

Прочитайте стихотворения, найдите название химических элементов, определите их химический знак в таблице и укажите рядом относительную атомную массу.

Na

H

K

Mg

О

Cu

Ag

P

N

Fe

Au

Сl

Hg

Ca

C

S

 

Унылая пора! Очей очарованье!
Приятна мне твоя прощальная краса —
Люблю я пышное природы увяданье,
В багрец и в золото одетые леса.

А. С. Пушкин

В их стройно зыблемом строю
Лоскутья сих знамен победных,
Сиянье шапок этих медных,
Насквозь простреленных в бою.

А. С. Пушкин

И квакуши, как шарики ртути, 
Голосами сцепляются в шар.

О. Мандельштам

И вспышками магния, кроя с балконов
Смертельною известью лица,
В агонии красных огней и вагонов
В лице изменялась столица.

В. Катаев

О, если бы вы знали,
Какой за ним уход!
Он принимает калий,
Ему дают азот.

Вера Инбер

Воды минеральные бьют из-под земли,
Кальцием и натрием насыщены они.

Г. Колпакова

О, мощный властелин судьбы!
Не так ли ты над самой бездной
На высоте, уздой железной
Россию поднял на дыбы?

А. С. Пушкин

Тогда услышал я (о диво!) запах скверный;
Как будто тухлое разбилось яйцо.
Иль карантинный страж курил жаровней серной.

А.С. Пушкин

Прочитайте стихотворения, найдите название химических элементов, определите их химический знак в таблице и укажите рядом относительную атомную массу.

Na

H

K

Mg

О

Cu

Ag

P

N

Fe

Au

Сl

Hg

Ca

C

S

 

Унылая пора! Очей очарованье!
Приятна мне твоя прощальная краса —
Люблю я пышное природы увяданье,
В багрец и в золото одетые леса.

А. С. Пушкин

В их стройно зыблемом строю
Лоскутья сих знамен победных,
Сиянье шапок этих медных,
Насквозь простреленных в бою.

А. С. Пушкин

И квакуши, как шарики ртути, 
Голосами сцепляются в шар.

О. Мандельштам

И вспышками магния, кроя с балконов
Смертельною известью лица,
В агонии красных огней и вагонов
В лице изменялась столица.

В. Катаев

О, если бы вы знали,
Какой за ним уход!
Он принимает калий,
Ему дают азот.

Вера Инбер

Воды минеральные бьют из-под земли,
Кальцием и натрием насыщены они.

Г. Колпакова

О, мощный властелин судьбы!
Не так ли ты над самой бездной
На высоте, уздой железной
Россию поднял на дыбы?

А. С. Пушкин

Тогда услышал я (о диво!) запах скверный;
Как будто тухлое разбилось яйцо.
Иль карантинный страж курил жаровней серной.

А.С. Пушкин

B(бор)

23

Si (кремний)

11

N (азот)

55

CI (хлор)

28

Mn (марганец)

35.5

Na (натрий)

14

Ni(никель)

16

O(кислород)

59

:

B(бор)

23

Si (кремний)

11

N (азот)

55

CI (хлор)

28

Mn (марганец)

35.5

Na (натрий)

14

Ni(никель)

16

O(кислород)

59

B(бор)

23

Si (кремний)

11

N (азот)

55

CI (хлор)

28

Mn (марганец)

35.5

Na (натрий)

14

Ni(никель)

16

O(кислород)

59

B(бор)

23

Si (кремний)

11

N (азот)

55

CI (хлор)

28

Mn (марганец)

35.5

Na (натрий)

14

Ni(никель)

16

O(кислород)

59

B(бор)

23

Si (кремний)

11

N (азот)

55

CI (хлор)

28

Mn (марганец)

35.5

Na (натрий)

14

Ni(никель)

16

O(кислород)

59

B(бор)

23

Si (кремний)

11

N (азот)

55

CI (хлор)

28

Mn (марганец)

35.5

Na (натрий)

14

Ni(никель)

16

O(кислород)

59

:

B(бор)

23

Si (кремний)

11

N (азот)

55

CI (хлор)

28

Mn (марганец)

35.5

Na (натрий)

14

Ni(никель)

16

O(кислород)

59

B(бор)

23

Si (кремний)

11

N (азот)

55

CI (хлор)

28

Mn (марганец)

35.5

Na (натрий)

14

Ni(никель)

16

O(кислород)

59

B(бор)

23

Si (кремний)

11

N (азот)

55

CI (хлор)

28

Mn (марганец)

35.5

Na (натрий)

14

Ni(никель)

16

O(кислород)

59

B(бор)

23

Si (кремний)

11

N (азот)

55

CI (хлор)

28

Mn (марганец)

35.5

Na (натрий)

14

Ni(никель)

16

O(кислород)

59

{37} \ textrm {Cl} \) (хлор-37). Содержание хлора-35 составляет 75%, а содержание хлора-37 — 25%. Другими словами, на каждые 100 атомов хлора 75 атомов имеют массовое число 35, а 25 атомов имеют массовое число 37.

Для расчета относительной атомной массы, A r , хлора:

\ [A_ {r} = \ frac {общая ~ масса ~ ~ атомов} {~ общее ~ количество ~ ~ атомов} = \ frac {(75 \ times 35) + (25 \ times 37)} {(75 + 25 )} \]

\ [A_ {r} = \ frac {2625 + 925} {100} = \ frac {3550} {100} \]

\ (A_ {r} = 35.5 \) (с точностью до 1 знака после запятой)

Обратите внимание, что ответ ближе к 35, чем к 37. Это потому, что изотоп хлора-35 гораздо более распространен, чем изотоп хлора-37.

Вопрос

В таблице показаны массовые числа и распространенность встречающихся в природе изотопов меди.

Массовое число Изобилие
63 69%
65 31%

Рассчитайте относительную атомную массу меди.Ответьте с точностью до 1 знака после запятой.

Показать ответ

\ [A_ {r} = \ frac {(69 \ times 63) + (31 \ times 65)} {(69 + 31)} \]

\ [A_ {r} = \ frac {4347 + 2015} {100} = \ frac {6362} {100} \]

\ [A_ {r} = 63.6 \]

Как найти относительную массу

Относительная масса — важное понятие по химии. Он существует, чтобы упростить процесс определения массы атома или молекулы. В абсолютных единицах массы протонов и нейтронов составляют порядка 10 27 килограммов, что составляет миллиардную миллиардную часть миллиардной доли килограмма, а масса электронов еще меньше — около 10 30. килограммов, примерно в тысячу раз меньше, чем протон или нейтрон.С этим было бы трудно справиться в практических ситуациях, поэтому ученые определяют относительную атомную массу атома углерода как 12 и рассчитывают все остальное на этой основе.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Найдите относительную массу любого атома, прибавив количество протонов к количеству нейтронов. Водород имеет относительную атомную массу 1, а углерод-12 имеет относительную атомную массу 12.

Изотопы одного и того же элемента имеют разное количество нейтронов, поэтому вам нужно рассчитывать для одного конкретного изотопа.Периодические таблицы показывают относительную атомную массу как нижнее число для элемента, но при этом учитываются любые изотопы.

Найдите относительные молекулярные массы, сложив вклад каждого элемента. Используйте химическую формулу, чтобы найти, сколько атомов каждого из них входит, умножьте их относительные атомные массы на количество атомов каждого присутствующего, а затем сложите их все, чтобы найти результат.

Что такое относительная масса?

Относительная масса — это масса атома или молекулы относительно массы 1/12 атома углерода-12.Согласно этой схеме нейтральный атом водорода имеет массу 1. Вы можете думать об этом, как если бы каждый протон или нейтрон считали за 1 и игнорировали массы электронов, потому что они настолько малы по сравнению с ними. Таким образом, формула для относительной атомной массы проста:

Относительная атомная масса = количество протонов + количество нейтронов

Однако, поскольку ученые установили атом углерода-12 в качестве «стандартного атома», техническое определение таково:

Относительная атомная масса = масса атома ÷ (1/12 массы атома углерода-12)

Относительная атомная масса элемента

Элементы являются основными строительными блоками атомов, созданными в результате Большого взрыва или в звезды, и они представлены в периодической таблице.Относительная атомная масса — это нижнее число в периодической таблице (верхнее число — это атомный номер, который подсчитывает количество протонов). Вы можете прочитать это число прямо из упрощенных периодических таблиц для многих элементов.

Однако технически точные периодические таблицы учитывают существование различных изотопов, и указанные в них относительные атомные массы не являются целыми числами. Изотопы — это версии одного и того же элемента с разным количеством нейтронов.

Вы всегда можете найти относительную массу элемента, добавив количество протонов к количеству нейтронов для конкретного изотопа рассматриваемого элемента.Например, атом углерода-12 имеет 6 протонов и 6 нейтронов, поэтому его относительная атомная масса равна 12. Обратите внимание, что когда указан изотоп атома, число после названия элемента является относительной атомной массой. Таким образом, уран-238 имеет относительную массу 238.

Периодическая таблица и изотопы

Относительные атомные массы в периодической таблице включают вклад различных изотопов путем получения средневзвешенного значения масс различных изотопов на основе их содержания.Хлор, например, имеет два изотопа: хлор-35 и хлор-37. Три четверти хлора, содержащегося в природе, — это хлор-35, а оставшаяся четверть — хлор-37. Формула, используемая для относительных масс в периодической таблице:

Относительная атомная масса = (масса изотопа 1 × содержание изотопа 1 + масса изотопа 2 × содержание изотопа 2 +…) ÷ 100

Итак, для хлора это :

Относительная атомная масса = (35 × 75 + 37 × 25) ÷ 100

= (2,625 + 925) ÷ 100 = 35.5

Для хлора относительная атомная масса в периодической таблице показывает 35,5 в соответствии с этим вычислением.

Относительная молекулярная масса

Просто сложите относительные массы составляющих элементов, чтобы найти относительную массу молекулы. Это легко сделать, если вы знаете относительные атомные массы рассматриваемых элементов. Например, вода имеет химическую формулу H 2 O, поэтому есть два атома водорода и один атом кислорода.

Рассчитайте относительную молекулярную массу, умножив относительную атомную массу каждого атома на количество этих атомов в молекуле, а затем сложив результаты.Это выглядит так:

Относительная молекулярная масса = (количество атомов элемента 1 × относительная масса элемента 1) + (количество атомов элемента 2 × относительная масса элемента 2) +…

Для H 2 O, элемент 1 — водород с относительной атомной массой 1, а элемент 2 — кислород с относительной атомной массой 16, поэтому:

Относительная молекулярная масса = (2 × 1) + (1 × 16) = 2 + 16 = 18

Для H 2 SO 4 элемент 1 — водород (H), элемент 2 — сера (S с относительной массой = 32), а элемент 3 — кислород (O), поэтому тот же расчет дает:

Относительная молекулярная масса H 2 SO 4 = (количество атомов H × относительная масса H) + (количество атомов S × относительная масса S) + (количество атомов O × относительная масса of O)

= (2 × 1) + (1 × 32) + (4 × 16)

Вы можете использовать тот же подход для любой молекулы.

Средняя атомная масса | Введение в химию

Цель обучения
  • Вычислить среднюю атомную массу элемента с учетом его изотопов и их естественного содержания

Ключевые моменты
    • Элемент может иметь разное количество нейтронов в ядре, но всегда имеет одинаковое количество протонов. Варианты элемента с разными нейтронами имеют разные массы и называются изотопами.
    • Средняя атомная масса элемента рассчитывается путем суммирования масс изотопов элемента, каждый из которых умножается на его естественное содержание на Земле.
    • При вычислении массы элементов или соединений всегда используйте среднюю атомную массу, которую можно найти в периодической таблице.

Условия
  • естественное изобилие Изобилие определенного изотопа, естественным образом встречающегося на нашей планете.
  • средняя атомная масса Масса, рассчитанная путем суммирования масс изотопов элемента, каждый из которых умножен на его естественное содержание на Земле.
  • Массовое число
  • : Общее количество протонов и нейтронов в атомном ядре.

Атомный номер элемента определяет идентичность элемента и означает количество протонов в ядре одного атома. Например, элемент водород (самый легкий элемент) всегда будет иметь в своем ядре один протон. В ядре элемента гелия всегда будет два протона.

Изотопы

Однако атомы одного и того же элемента могут иметь разное количество нейтронов в своем ядре.Например, существуют стабильные атомы гелия, которые содержат один или два нейтрона, но оба атома имеют два протона. Эти разные типы атомов гелия имеют разные массы (3 или 4 атомные единицы массы), и их называют изотопами. Для любого данного изотопа сумма количества протонов и нейтронов в ядре называется массовым числом. Это потому, что каждый протон и каждый нейтрон весят одну атомную единицу массы (а.е.м.). Сложив вместе количество протонов и нейтронов и умножив на 1 а.е.м., вы можете вычислить массу атома.Все элементы существуют как набор изотопов. Слово «изотоп» происходит от греческих «isos» (что означает «тот же») и «topes» (что означает «место»), потому что элементы могут занимать одно и то же место в периодической таблице, но при этом различны в субатомном строении.

Атом лития Стилизованный атом лития-7: 3 протона (красный), 4 нейтрона (синий) и 3 электрона (черный). (У лития также есть другой, более редкий изотоп, содержащий всего 2 нейтрона.)

Расчет средней атомной массы

Средняя атомная масса элемента — это сумма масс его изотопов, каждая из которых умножена на его естественное содержание (десятичная дробь, связанная с процентом атомов этого элемента, принадлежащих к данному изотопу).

Средняя атомная масса = f 1 M 1 + f 2 M 2 +… + f n M n где f — доля, представляющая естественное содержание изотопа, а M — масса количество (вес) изотопа.

Среднюю атомную массу элемента можно найти в периодической таблице, обычно под символом элемента. Когда доступны данные о естественном содержании различных изотопов элемента, вычислить среднюю атомную массу просто.

  • Для гелия на каждый миллион изотопов гелия-4 приходится примерно один изотоп гелия-3; следовательно, средняя атомная масса очень близка к 4 а.е.м. (4,002602 а.е.м.).
  • Хлор состоит из двух основных изотопов, один из которых состоит из 18 нейтронов (75,77 процента атомов природного хлора), а другой — из 20 нейтронов (24,23 процента атомов природного хлора). Атомный номер хлора 17 (в его ядре 17 протонов).

Чтобы вычислить среднюю массу, сначала преобразуйте проценты в доли (разделите их на 100).Затем вычислите массовые числа. Изотоп хлора с 18 нейтронами имеет распространенность 0,7577 и массовое число 35 а.е.м. Чтобы вычислить среднюю атомную массу, умножьте долю на массовое число для каждого изотопа, а затем сложите их вместе.

Средняя атомная масса хлора = (0,7577 [латекс] \ cdot [/ latex] 35 а.е.м.) + (0,2423 [латекс] \ cdot [/ латекс] 37 а.е.м.) = 35,48 а.е.м.

Другой пример — вычисление атомной массы бора (B), который имеет два изотопа: B-10 с естественным содержанием 19,9% и B-11 с 80.1% обилие. Следовательно,

Средняя атомная масса бора = (0,199
[латекс] \ cdot [/ латекс]

10 а.е.м.) + (0,801
[латекс] \ cdot [/ латекс]

11 а.е.м.) = 10,80 а.е.

Всякий раз, когда мы проводим расчеты массы элементов или соединений (комбинаций элементов), мы всегда используем средние атомные массы.

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Учебное пособие по относительной атомно-массовой химии

Ключевые концепции

  • Относительная атомная масса элемента также известна как относительный атомный вес элемента или атомный вес элемента.
  • Относительная атомная масса часто обозначается аббревиатурой r.a.m.
  • Относительная атомная масса элемента (его атомный вес) указана в Периодической таблице.
  • Относительная атомная масса элемента — это средневзвешенная масса изотопов в природном элементе относительно массы атома изотопа углерода-12, которая принята равной точно 12.
  • Атомная единица массы (u) определяется как массовый эквивалент 1 / 12 массы одного атома углерода-12.

    1 u = 1,66 × 10 -27 кг

  • Мы можем оценить относительную атомную массу (атомный вес) элемента E с встречающимися в природе изотопами a E, b E, c E и т. Д. И с соответствующими содержаниями A %. , B %, C % и т. Д.
    относительная атомная масса (r.am.) = ( А
    100
    × а ) + ( Б
    100
    × б ) + ( К
    100
    × c ) + и т. Д.
  • Учитывая относительную атомную массу (г.утра) элемента и предполагаемую массу каждого из его изотопов, мы можем затем оценить относительное содержание каждого изотопа:
    let x = процентное содержание изотопа-а
    и 100 — x = процентное содержание изотопа-b
    , тогда пусть r.a.m = относительная атомная масса элемента:
    п.м. = ( x
    100
    × масса изотопа-а) + ( 100 — x
    100
    × масса изотопа-б)

    и решите для x

  • Обратите внимание, что мы можем измерить массу каждого изотопа и его содержание с помощью масс-спектроскопии.

Пожалуйста, не блокируйте рекламу на этом сайте.
Без рекламы = для нас нет денег = для вас нет бесплатных вещей!

Изобилие естественных изотопов

Большинство элементов встречаются в природе в виде смеси различных изотопов.

Элемент углерод, например, существует в природе как смесь различных изотопов: стабильных 1 атомов углерода-12 и углерода-13.

Если вы возьмете образец атомов углерода, например сажу из дымохода или кусок угля, вы обнаружите, что большинство атомов углерода являются изотопом углерода-12, и лишь некоторые из них будут изотопом углерода-13. изотоп.
Мы называем это количество каждого изотопа, обнаруженного в естественном элементе, его распространенностью, или, если быть более точным, его изотопным содержанием.
Содержание изотопа углерода-12 в естественном массовом углероде составляет 98,90%, в то время как содержание изотопа углерода-13 в природе составляет 1,10%.
Это означает, что если вы возьмете кусок угля из природы, 98,90% углерода в угле будут атомами изотопа углерода-12, в то время как только 1,10% будут атомами изотопа углерода-13.

В таблице ниже приведены содержания изотопов для некоторых элементов на Земле:

Элемент Изотоп Обилие (%) Элемент Изотоп Обилие (%)
водород 1 H 99,99 натрий 23 Na 100.00
2 H 0,01 магний 24 мг 78,90
гелий 3 He 0,0001 25 мг 10,00
4 He 99,9999 26 мг 11.10
литий 6 Li 7,42 алюминий 27 Al 100,00
7 Li 92,58 кремний 28 Si 92,23
бериллий 9 Be 100.00 29 Si 4,67
бор 10 В 19,80 30 Si 3,10
11 B 80,20 фосфор 31 п. 100
углерод 12 С 98.90 сера 32 S 95,02
13 С 1,10 33 S 0,75
азот 14 N 99,63 34 S 4,21
15 N 0.37 36 S 0,02
кислород 16 O 99,76 хлор 35 Класс 75,77
17 O 0,038 37 Класс 24.23
18 O 0,20 аргон 36 Ar 0,34
фтор 19 Ф 100,00 38 Ar 0,063
неон 20 Ne 90.60 40 Ar 99,60
21 Ne 0,26
22 Ne 9,20

Вы можете найти более полный список изотопных содержаний внизу этой страницы.

Оценка изотопной массы

Относительная атомная масса атома углерода-12 определена как 12,00
Относительная атомная масса атома углерода-13 оказалась в 1,08333 раза больше массы атома углерода-12, то есть 1,083 × 12 = 13,00.

Мы можем оценить массу любого изотопа элемента, его изотопную массу, используя его массовое число (A).

Массовое число (A) изотопа говорит нам, сколько протонов и нейтронов находится в ядре атома этого изотопа.
Нуклон — это термин, используемый для описания как протонов, так и нейтронов.
Итак, массовое число (A) сообщает нам количество нуклонов в ядре атома изотопа элемента.

Например:

  • ядро ​​атома изотопа углерода-12 содержит 12 нуклонов
  • ядро ​​атома изотопа углерода-13 содержит 13 нуклонов

Масса протона почти такая же, как масса нейтрона.
Масса протона составляет около 1 u (1 атомная единица массы), поэтому масса нейтрона также около 1 u.
Масса электрона настолько мала по сравнению с массой протона или нейтрона, что ею можно пренебречь при оценке массы изотопа элемента. 2

Мы можем оценить массу атома изотопа элемента, сложив массы его нуклонов: 3

изотопическая масса = количество нуклонов × масса нуклона

изотопная масса = количество нуклонов × 1 и

Например:

  • изотопная масса атома углерода-12: 12 нуклон × 1 u / нуклон = 12 u
  • изотопная масса атома углерода-13: 13 нуклон × 1 u / нуклон = 13 u

Изотопные массы можно измерить с помощью масс-спектроскопии.Вы найдете обсуждение расчета относительной атомной массы (атомного веса) с использованием этих измеренных изотопных масс в учебном пособии по масс-спектроскопии.

Расчет относительной атомной массы (атомного веса) элемента

Относительная атомная масса элемента — это средневзвешенная масса изотопов в природном элементе относительно массы атома изотопа углерода-12, которая принята равной точно 12.

Что такое «средневзвешенное значение»?

Сначала давайте посмотрим, какой будет «средний вес» углерода:

Масса изотопа углерода-12 12 и

Масса изотопа углерода-13 13 и

Итак, мы можем рассчитать среднюю массу (средний вес) углерода как:

средний вес = 12 + 13
2
= 12.5 u

Если мы посмотрим на атомный вес углерода в Периодической таблице, мы обнаружим, что это 12,01 НЕ 12,5.

Это связано с тем, что большинство атомов углерода, встречающихся в природе, являются атомами изотопа углерода-12, в то время как очень немногие из атомов относятся к изотопу углерода-13.
Нам необходимо учитывать это при вычислении нашего «среднего», и когда мы делаем это, мы называем результат «средневзвешенным».

Нам нужно знать содержание каждого изотопа, то есть нам нужно знать, какая часть массы (веса) природного углерода в объеме связана с каждым из изотопов (углерод-12 и углерод-13).
Из таблицы в разделе выше мы находим, что изотопное содержание углерода-12 составляет 98,90%, а изотопное содержание углерода-13 составляет 1,10%.

Это означает, что если бы у меня было 100 атомов углерода в объеме (например, в угле или сажи), то:

  • 98,90% из 100 атомов углерода составляют атомы углерода-12 с массой 12 ед.
    То есть 98,90 атомов углерода имеют массу 12 u
  • 1,10% из 100 атомов углерода составляют атомы углерода-13 с массой 13 ед.
    То есть 1.10 атомов углерода имеют массу 13 ед.

Итак, общая масса 100 встречающихся в природе атомов углерода равна:

общая масса
из 100 атомов
= масса всех
атомов углерода-12
+ масса всех
атомов углерода-13
= 98.90 × 12 + 1,10 × 13
= 1186,8 + 14,3
= 1201,1

Итак, масса 100 встречающихся в природе атомов углерода равна 1201.1 ты
Следовательно, «средневзвешенная масса» 1 атома углерода равна 1201,1 ÷ 100 = 12,011 ед.
Это значение атомной массы углерода совпадает со значением в Периодической таблице.

Обратите внимание, что это НЕ означает, что масса 1 атома углерода равна 12,011 ед.
Это ДЕЙСТВИТЕЛЬНО означает, что если мы возьмем образец встречающегося в природе углерода, мы обнаружим, что средняя масса атома углерода будет 12,011 ед.

Давайте рассмотрим, как мы вычисляли «средневзвешенную» массу объемных атомов углерода:

  • содержание первого изотопа, умноженное на массу этого изотопа, заданную массовым числом
  • содержание второго изотопа, умноженное на массу этого изотопа, заданную массовым числом
  • сложите эти два значения вместе и разделите на 100

В общем, чтобы вычислить «средневзвешенную» массу элемента, который встречается в природе в виде двух разных изотопов, изотопа 1 и изотопа 2, тогда:

«средневзвешенная»
масса элемента
= (изотопное содержание 1 × массовый изотоп 1) + (изотопное содержание 2 × массовый изотоп 2)
100

Если мы оценим массу каждого изотопа, используя его массовое число (A), то мы можем переписать выражение как:

«средневзвешенная»
масса элемента
= (изотоп содержания 1 × A (изотоп 1) ) + (изотоп содержания 2 × A (изотоп 2) )
100

Или, другими словами:

«средневзвешенная»
масса элемента
= ( % изотопа 1
100
× A (изотоп 1) ) + ( % изотопа 2
100
× A (изотоп 2) )

Расчет изотопного содержания по атомному весу

Периодическая таблица дает нам средневзвешенное значение массы элемента, называемое атомным весом элемента (или относительной атомной массой).

Если мы знаем массу каждого изотопа, составляющего этот природный элемент (оцениваемую по его массовому числу), то мы можем вычислить распространенность каждого изотопа в природе.

Выше мы написали общее математическое выражение (математическое уравнение) для расчета «средневзвешенной» массы, также известной как относительная атомная масса или атомный вес, элемента, которая была:

«средневзвешенная»
масса элемента
= (изотоп содержания 1 × A (изотоп 1) ) + (изотоп содержания 2 × A (изотоп 2) )
100

Допустим, я хотел найти содержание (%) каждого изотопа азота.

Азот содержит два природных стабильных изотопа: азот-14 и азот-15.

Итак, подставив их в математическое уравнение выше, я получу:

«средневзвешенная»
масса азота
= (содержание азота-14 × A (азот-14) ) + (содержание азота-15 × A (азот-15) )
100

Я могу найти атомный вес (относительную атомную массу или «средневзвешенную» массу) азота в Периодической таблице:

атомный вес азота 14.01

Я могу оценить массу атома каждого изотопа, используя его массовое число (A):

Масса атома азота-14 = его массовое число = 14 ед.

Масса атома азота-15 = его массовое число = 15 ед.

Я могу подставить эти значения в математическое уравнение выше:

14.01 = (содержание азота-14 × 14) + (содержание азота-15 × 15)
100

Я могу умножить обе части математического уравнения на 100:

100 × 14.01 = 100 × (содержание азота-14 × 14) + (содержание азота-15 × 15)
100
1401 = (содержание азота-14 × 14) + (содержание азота-15 × 15)

Но как я могу решить это уравнение, когда есть 2 неизвестных, содержание азота-14 неизвестно, а содержание азота-15 неизвестно.

Уловка заключается в том, чтобы помнить, что мы говорим о процентах изобилия ! Что обозначает:

% содержание азота-14 +% содержание азота-15 = 100

Или, по-другому:

% содержание азота-14 = 100% содержание азота-15

Итак, если я позволю процентному содержанию азота-14 быть равным x , тогда:

% содержание азота-14 = x

% содержание азота-15 = 100 — x

Если я подставлю их в математическое уравнение выше, у меня будет только одно неизвестное значение, x :

1401 = (содержание азота-14 × 14) + (содержание азота-15 × 15)
1401 = ( х × 14) + ([100 — x ] × 15)

Чтобы решить для x , сначала сниму скобки:

1401 = ( х × 14) + ([100 — x ] × 15)
1401 = 14 x + (15 × 100) — 15 x
1401 = 14 x + 1500-15 x

Далее я собираю похожие термины, начиная с x :

1401 = 14 x + 1500-15 x
1401 = 14 x -15 x + 1500
1401 = x + 1500

Затем вычтем 1500 из обеих частей уравнения:

1401-1500 = x + 1500-1500
-99 = x

Обратите внимание, что содержание изотопа должно быть положительным числом (а не отрицательным числом), поэтому я делю обе части уравнения на -1, чтобы найти значение x :

99
-1
= x
-1
99 = x

Затем замените это значение на x обратно в выражения, которые мы написали для содержания каждого изотопа:

% содержание азота-14 = x = 99%

% содержание азота-15 = 100 — x = 100 — 99 = 1%

В целом, если элемент встречается в природе в 2 изотопных формах, изотопе 1 и изотопе 2, то мы можем оценить процентное содержание каждого изотопа, используя массовое число (A) каждого изотопа, поскольку процентное содержание изотопа 2 равно 100. -% содержание изотопа 1:

100 × атомная масса элемента = (изотоп содержания 1 × A (изотоп 1) ) + ([100 — изотоп содержания 1] × A (изотоп 2) )

let изотоп 1 = x

100 × атомная масса элемента = ( x × A (изотоп 1) ) + ([100 — x ] × A (изотоп 2) )
100 × атомная масса элемента = x A (изотоп 1) + 100A (изотоп 2) — A (изотоп 2) x
(100 × атомный вес элемента) — (100 × A (изотоп 2) ) = x A (изотоп 1) x A (изотоп 2)
100 × (атомная масса элемента — A (изотоп 2) ) = x (A (изотоп 1) — A (изотоп 2) )
100 × (атомная масса элемента — A (изотоп 2) )
(A (изотоп 1) — A (изотоп 2) )
= x

Итак,

  • % изотопа 1 = x
  • % изотопа 2 = 100 — x

Рабочий пример 1: Расчет атомного веса элемента

Вопрос: Серебро природного происхождения — 51.84% серебра-107 и 48,16% серебра-109.

Рассчитайте атомный вес серебра.

Решение:

(на основе подхода StoPGoPS к решению проблем.)

  1. Что вас просят сделать?

    Рассчитайте «средневзвешенную» массу (относительную атомную массу или атомный вес) серебра.

  2. Какие данные (информацию) вы указали в вопросе?

    Извлеките данные из вопроса:

    название изотопа массовое число (А) изотопное содержание (%)
    серебро-107 107 51.84
    серебро-109 109 48,16
  3. Какая связь между тем, что вы знаете, и тем, что вам нужно выяснить?
    (a) массу изотопа можно оценить, используя его массовое число (A), выраженное в атомных единицах массы, u

    (б)

    «средневзвешенная»
    масса серебра
    = ( % содержание серебра-107
    100
    × А (серебристый-107) ) + ( % содержание серебра-109
    100
    × А (серебристый-109) )
  4. Подставьте значения и решите:
    «средневзвешенная»
    масса серебра
    = ( 51.84
    100
    × 107) + ( 48,16
    100
    × 109)
    = 55,469 + 52,494
    = 107,96
  5. Правдоподобен ли ваш ответ?
    Сделайте приблизительный расчет:
    Поскольку около половины (& приблизительно; 50%) атомов серебра составляют серебро-107, а другая половина (& приблизительно; 50%) — серебро-109, средневзвешенная масса серебра будет находиться примерно посередине между массой серебро-107 (107) и серебро-109 (109):
    атомный вес & ок. ½ × (107 + 109) = 108
    Поскольку наше расчетное значение 107.96 близко к 108, мы достаточно уверены, что наш ответ правильный.
    Вы также можете посмотреть атомный вес серебра в периодической таблице и узнать, что он равен 107,9.
    Поскольку наше вычисленное значение 107,96 примерно такое же, как значение в периодической таблице, мы достаточно уверены, что наш ответ правдоподобен.
  6. Изложите свое решение задачи «атомный вес серебра»:

    атомный вес серебра 107.96 u

Рабочий пример 2: Расчет изотопного содержания элемента

Вопрос: Медь состоит из двух изотопов: меди-63 и меди-65.
Его атомный вес (относительная атомная масса) равен 63,62 ед.

Найдите процентное содержание каждого изотопа.

Решение:

(На основе подхода StoPGoPS к решению проблем.)

  1. Что вас просят сделать?

    (a) Рассчитайте процентное содержание меди-63

    (b) Рассчитайте процентное содержание меди-65

  2. Какие данные (информацию) вы указали в вопросе?

    Извлеките данные из вопроса:

    название изотопа массовое число (А) приблизительная масса изотопа (ед.)
    медь-63 63 63
    медь-65 65 65

    Атомный вес меди = 63.62 u

  3. Какая связь между тем, что вы знаете, и тем, что вам нужно выяснить?

    (а)

    «средневзвешенная»
    масса меди
    = ( % содержание меди-63
    100
    × А (медь-63) ) + ( % содержание меди-65
    100
    × А (медь-65) )

    (б) пусть% содержания меди-63 = x
    и% содержания меди-65 = 100 — x

  4. Подставьте значения в уравнение и решите:

    (а)

    63.62 = ( x
    100
    × 63) + ( 100 — x
    100
    × 65)
    63,62 = 63 x
    100
    + (65 × 100) — 65 x
    100
    63.62 = 63 x
    100
    + 6500-65 x
    100
    63,62 = 63 x + 6500-65 x
    100
    100 × 63.62 = 100 × 63 x + 6500-65 x
    100
    6362 = 63 x + 6500-65 x
    6362 = -2 х + 6500
    6362-6500 = -2 х
    -138 = -2 х
    -138
    -2
    = -2 x
    -2
    69 = х

    (b)% содержание меди-63 = x = 69%
    % содержание меди-65 = 100 — x = 100 — 69 = 31%

  5. Правдоподобен ли ваш ответ?
    Атомный вес меди равен 63.62.
    Поскольку эта масса ближе к массе изотопов меди-63, чем к массе изотопов меди-65, мы знаем, что меди-63 должно быть больше (более 50%).
    Наше рассчитанное значение содержания меди-63 составляет 69%, что превышает 50%, поэтому мы достаточно уверены, что наш ответ правдоподобен.
    Обратите внимание, что процентное содержание обоих изотопов должно составлять в сумме 100%.
    69% + 31% = 100%
    Итак, мы достаточно уверены, что наши расчетные значения содержания каждого изотопа правдоподобны.
  6. Изложите свое решение проблемы «содержание каждого изотопа меди»:

    содержание меди-63 = 69%

    содержание меди-65 = 31%


Сноски

1. Стабильный изотоп — это изотоп, который не подвергается радиоактивному распаду (ядерному распаду).
Нестабильный изотоп — это изотоп, который действительно подвергается радиоактивному распаду, и поэтому количество встречающегося в природе нестабильного изотопа со временем будет уменьшаться….
Изотопные содержания могут изменяться со временем, если радиоактивный изотоп распадается с образованием стабильного изотопа другого элемента, то изотопное содержание этого стабильного изотопа со временем будет увеличиваться.
Искусственные ядерные реакции также изменят изотопное содержание.
В учебнике по датированию углерода-14 обсуждается изменение содержания изотопов.

2. Масса протона = 1,673 × 10 -27 кг = 1,01 ед.
Масса нейтрона = 1.675 × 10 -27 кг = 1,01 ед.
Масса электрона = 9,109 × 10 -31 кг = 0,000549 ед.

3. Фактически, мы оцениваем массу ядра, а не атома (поскольку мы игнорируем массу электронов, которые вносят очень небольшой вклад в массу атома).
Когда мы измеряем массу ядра, мы обнаруживаем, что наблюдаемая масса меньше суммы масс всех нуклонов. Это называется дефектом массы.

Данные по изотопному содержанию

Элемент Изотоп Обилие (%)
водород 1 H 99.99
2 H 0,01
гелий 3 He 0,0001
4 He 99,9999
литий 6 Li 7,42
7 Li 92.58
бериллий 9 Be 100,00
бор 10 В 19,80
11 B 80,20
углерод 12 С 98.90
13 С 1,10
азот 14 N 99,63
15 N 0,37
кислород 16 O 99,76
17 O 0.038
18 O 0,20
фтор 19 Ф 100,00
неон 20 Ne 90,60
21 Ne 0.26
22 Ne 9,20
натрий 23 Na 100
магний 24 мг 78,90
25 Мг 10.00
26 Мг 11,10
алюминий 27 Al 100
кремний 28 Si 92,23
29 Si 4,67
30 Si 3.10
фосфор 31 п. 100
сера 32 S 95,02
33 S 0,75
34 S 4,21
36 S 0.02
хлор 35 Класс 75,77
37 Класс 24,23
аргон 36 Ar 0,34
38 Ar 0,063
40 Ar 99.60
калий 39 К 93,20
40 К 0,012
41 К 6,73
кальций 40 Ca 96,95
42 Ca 0.65
43 Ca 0,14
44 Ca 2,086
46 Ca 0,004
48 Ca 0,19
скандий 45 SC 100
титан 46 Ti 8.00
47 Ti 7,30
48 Ti 73,80
49 Ti 5,50
50 Ti 5,40
ванадий 50 В 0,25
51 В 99.75
хром 50 Кр 4,35
52 Cr 83,79
53 Cr 9,50
54 Cr 2,36
марганец 55 Мн 100
утюг 54 Fe 5.80
56 Fe 91,72
57 Fe 2,20
58 Fe 0,28
кобальт 59 Co 100
никель 58 Ni 68.27
60 Ni 26,10
61 Ni 1,13
62 Ni 3,59
64 Ni 0,91
медь 63 Cu 69,17
65 Cu 30.83
цинк 64 Zn 48,60
66 Zn 27,90
67 Zn 4,10
68 Zn 18,80
70 Zn 0,60
галлий 69 Ga 60.10
71 Ga 39,90
германий 70 Ge 20,50
72 Ge 27,40
73 Ge 7,80
74 Ge 36,50
76 Ge 7.80
мышьяк 75 Как 100
селен 74 SE 0,90
76 SE 9,00
77 SE 7,60
78 SE 23.50
80 SE 49,60
82 SE 9,40
бром 79 Br 50,69
81 Br 49,31
криптон 78 Kr 0.35
80 Kr 2,25
82 Kr 11,60
83 Kr 11,50
84 Kr 57,00
86 Kr 17,30
рубидий 85 руб. 72.17
87 руб. 27,84
стронций 84 Sr 0,56
86 Sr 9,86
87 Sr 7,00
88 Sr 82,58
иттрий 89 Y 100
цирконий 90 Zr 51.45
91 Zr 11,27
92 Zr 17,17
94 Zr 17,33
96 Zr 2,78
ниобий 93 Nb 100
молибден 92 Пн 14.84
94 Пн 9,25
95 Пн 15,92
96 Пн 16,68
97 Пн 9,55
98 Пн 24,13
100 Пн 9.63
рутений 96 Ру 5,52
98 Ру 1,88
99 Ру 12,70
100 Ру 12,60
101 Ру 17,00
102 Ру 31.60
104 Ру 18,70
родий 103 Rh 100
палладий 102 Pd 1,02
104 Pd 11,14
105 Pd 22.33
106 Pd 27,33
108 Pd 24,46
110 Pd 11,72
серебро 107 Ag 51,84
109 Ag 48,16
кадмий 106 КД 1.25
108 Кд 0,89
110 Кд 12,49
111 Кд 12,80
112 КД 24,13
113 Кд 12,22
114 Кд 28.73
116 КД 7,49
индий 113 В 4,30
115 дюйм 95,70
банка 112 Sn 0,97
114 Sn 0.65
115 Sn 0,36
116 Sn 14,70
117 Sn 7,70
118 Sn 24,30
119 Sn 8,60
120 Sn 32.40
122 Sn 4,60
124 Sn 5,60
сурьма 121 Сб 57,30
123 Сб 42,70
теллур 120 Te 0.096
122 Te 2,60
123 Te 0,91
124 Te 4,82
125 Te 7,14
126 Te 18,95
128 Te 31.69
130 Te 33,80
йод 127 I 100
ксенон 124 Xe 0,10
126 Xe 0,09
128 Xe 1.91
129 Xe 26,40
130 Xe 4,10
131 Xe 21,20
132 Xe 26,90
134 Xe 10,40
136 Xe 8.90
цезий 133 CS 100
барий 130 Ba 0,11
132 Ba 0,10
134 Ba 2,42
135 Ba 6.59
136 Ba 7,85
137 Ba 11,23
138 Ba 71,70
лантан 138 La 0,09
139 La 99,91
церий 136 CE 0.19
138 CE 0,25
140 CE 88,48
142 CE 11,08
празеодим 141 Pr 100
неодим 142 Nd 27.13
143 Nd 12,18
144 Nd 23,80
145 Nd 8,30
146 Nd 17,19
148 Nd 5,76
150 Nd 5.64
самарий 144 См 3,10
147 Sm 15,00
148 Sm 11,30
149 Sm 13,80
150 Sm 7,40
152 Sm 26.70
154 Sm 22,70
европий 151 Eu 47,80
153 Eu 52,20
гадолиний 152 Gd 0,20
154 Gd 2.18
155 Gd 14,80
156 Gd 20,47
157 Gd 15,65
158 Gd 24,84
160 Gd 21,86
тербий 159 Тб 100
диспрозий 156 Dy 0.06
158 Dy 0,10
160 Dy 2,34
161 Dy 18,90
162 Dy 25,50
163 Dy 24,90
164 Dy 28.20
гольмий 165 Ho 100
эрбий 162 Er 0,14
164 Er 1,61
166 Er 33,60
167 Er 22.95
168 Er 26,80
170 Er 14,90
тулий 169 TM 100
иттербий 168 Yb 0,13
170 Yb 3.05
171 Yb 14,30
172 Yb 21,90
173 Yb 16,12
174 Yb 31,80
176 Yb 12,70
лютеций 175 Лю 97.40
176 Лю 2,60
гафний 174 Hf 0,16
176 Hf 5,20
177 Hf 18,60
178 Hf 27,10
179 Hf 13.74
180 Hf 35,20
тантал 180 Ta 0,012
181 Ta 99,99
вольфрам 180 Вт 0,013
182 Вт 26.30
183 Вт 14,30
184 Вт 30,67
186 Вт 28,60
рений 185 Re 37,40
187 Re 62,60
осмий 184 Ос 0.02
186 Ос 1,58
187 Ос 1,60
188 Ос 13,30
189 Ос 16,10
190 Ос 26,40
192 Ос 41.00
иридий 191 Ir 37,30
193 Ir 62,70
платина 190 Pt 0,01
192 Pt 0,79
194 Pt 32.90
195 Pt 33,80
196 Pt 25,30
198 Pt 7,20
золото 197 Au 100
ртуть 196 Hg 0.15
198 Hg 10,10
199 Hg 17,00
200 Hg 23,10
201 Hg 13,20
202 Hg 29,65
204 Hg 6.80
таллий 203 Tl 29,52
205 Tl 70,48
свинец 204 Pb 1,40
206 Pb 24,10
207 Pb 22.10
208 Pb 52,40

2.4: Атомная масса — Chemistry LibreTexts

Атомная и молекулярная масса

Нижние индексы в химических формулах и коэффициенты в химических уравнениях представляют точных величин. \ (\ ce {H_2O} \), например, означает, что молекула воды содержит ровно два атома водорода и один атом кислорода.Следующее уравнение:

\ [\ ce {C3H8 (g) + 5O2 (g) \ rightarrow 3CO2 (g) + 4h3O (l)} \ label {Eq1} \]

не только говорит нам, что пропан реагирует с кислородом с образованием диоксида углерода и воды, но и что 1 молекула пропана реагирует с 5 молекулами кислорода с образованием 3 молекул углекислого газа и 4 молекул воды. Поскольку подсчет отдельных атомов или молекул немного затруднен, количественные аспекты химии полагаются на знание масс задействованных соединений.

Атомы разных элементов имеют разную массу. Ранние работы по разделению воды на составляющие элементы (водород и кислород) показали, что 100 граммов воды содержат 11,1 грамма водорода и 88,9 грамма кислорода:

\ [\ text {100 граммов воды} \ rightarrow \ text {11,1 граммов водорода} + \ text {88,9 граммов кислорода} \ label {Eq2} \]

Позже ученые обнаружили, что вода состоит из двух атомов водорода на каждый атом кислорода.Следовательно, в приведенном выше анализе в 11,1 граммах водорода было вдвое больше атомов, чем в 88,9 граммах кислорода. Следовательно, атом кислорода должен весить примерно в 16 раз больше, чем атом водорода:

\ [\ dfrac {\ dfrac {88.9 \; g \; Oxygen} {1 \; атом}} {\ dfrac {111 \; g \; Водород} {2 \; atom}} = 16 \ label {Eq3} \]

Водороду, самому легкому элементу, была присвоена относительная масса «1», а остальным элементам — «атомные массы» относительно этого значения для водорода.Таким образом, кислороду была присвоена атомная масса 16. Теперь мы знаем, что атом водорода имеет массу 1,6735 x 10 -24 граммов, а атом кислорода имеет массу 2,6561 X 10. -23 грамм. Как мы видели ранее, при работе с такими маленькими числами удобно использовать эталонную единицу: атомную единицу массы . Атомная единица массы ( а.е.м., ) не была стандартизирована по отношению к водороду, а скорее по отношению к изотопу 12 C углерода ( а.е.м. = 12 ).

Таким образом, масса атома водорода ( 1 H) составляет 1,0080 а.е.м. , а масса атома кислорода ( 16 O) составляет 15,995 а.е.м. . Как только массы атомов были определены, а.е.м. можно было присвоить фактическое значение:

.

1 а.е.м. = 1,66054 x 10 -24 грамм наоборот: 1 грамм = 6.02214 x 10 23 а.е.м.

Массовые числа и атомная масса элементов: https: // youtu.be / Bg8yBFSBuqs

Средняя атомная масса

Хотя массы электрона, протона и нейтрона известны с высокой степенью точности (таблица 2.3.1), масса любого данного атома — это не просто сумма масс его электронов, протонов и нейтроны. Например, соотношение масс 1 H (водород) и 2 H (дейтерий) на самом деле составляет 0,500384, а не 0,49979, как предсказывалось на основе количества присутствующих нейтронов и протонов. Хотя разница в массе невелика, она чрезвычайно важна, поскольку является источником огромного количества энергии, выделяющейся в ядерных реакциях.

Поскольку атомы слишком малы для индивидуального измерения и не имеют зарядов, нет удобного способа точно измерить абсолютные атомные массы. Однако ученые могут очень точно измерять относительные атомные массы, используя инструмент, называемый масс-спектрометром. Этот метод концептуально аналогичен тому, который Томсон использовал для определения отношения массы к заряду электрона. Во-первых, электроны удаляются или добавляются к атомам или молекулам, в результате чего образуются заряженные частицы, называемые ионами.При приложении электрического поля ионы ускоряются в отдельную камеру, где они отклоняются от своей первоначальной траектории магнитным полем, как электроны в эксперименте Томсона. Степень отклонения зависит от отношения массы к заряду иона. Измеряя относительное отклонение ионов с одинаковым зарядом, ученые могут определить их относительные массы (рис. \ (\ PageIndex {1} \)). Таким образом, невозможно точно рассчитать абсолютные атомные массы, просто сложив вместе массы электронов, протонов и нейтронов, а абсолютные атомные массы нельзя измерить, но относительные массы можно измерить очень точно.На самом деле в химии довольно часто встречаются величины, величина которых может быть измерена только относительно некоторой другой величины, а не абсолютно. {37} Cl \), примерно в соотношении 3: 1.(a) Когда образец элементарного хлора вводится в масс-спектрометр, электрическая энергия используется для диссоциации молекул Cl 2 на атомы хлора и преобразования атомов хлора в ионы Cl + . Затем ионы ускоряются в магнитном поле. Степень отклонения ионов магнитным полем зависит от их относительного отношения массы к заряду. Обратите внимание, что более легкие ионы 35 Cl + отклоняются больше, чем более тяжелые ионы 37 Cl + .Измеряя относительные отклонения ионов, химики могут определить их отношение массы к заряду и, следовательно, их массы. (b) Каждый пик в масс-спектре соответствует иону с определенным отношением массы к заряду. Содержание двух изотопов можно определить по высоте пиков.

Произвольным стандартом, установленным для описания атомной массы, является атомная единица массы (а.е.м. или u), определяемая как одна двенадцатая массы одного атома из 12 C. Поскольку массы всех других атомов вычисляются относительно в соответствии со стандартом 12 C, 12 C — единственный атом, указанный в таблице 2.{12} C = 0,167842 \ times 12 \; amu = 2,104104 \; аму \ label {Eq4} \]

Масса остальных элементов определяется аналогичным образом.

В периодической таблице перечислены атомные массы всех элементов. Сравнение этих значений с данными для некоторых изотопов в таблице 2.3.2 показывает, что атомные массы, указанные в периодической таблице, никогда в точности не соответствуют массам какого-либо изотопов. Поскольку большинство элементов существуют в виде смесей нескольких стабильных изотопов, атомная масса элемента определяется как средневзвешенное значение масс изотопов.Например, встречающийся в природе углерод в основном представляет собой смесь двух изотопов: 98,89% 12 C (масса = 12 а.е.м. по определению) и 1,11% 13 C (масса = 13,003355 а.е.м.). Процентное содержание 14 C настолько низкое, что его можно не учитывать в этом расчете. Затем средняя атомная масса углерода рассчитывается следующим образом:

\ [\ rm (0,9889 \ times 12 \; amu) + (0,0111 \ times 13.003355 \; amu) = 12.01 \; amu \ label {Eq5} \]

Углерод составляет преимущественно 12 C, поэтому его средняя атомная масса должна быть близка к 12 а.е.м., что согласуется с этим расчетом.

Значение 12.01 показано под символом C в периодической таблице, но без сокращения amu, которое обычно опускается. Таким образом, приведенная в таблице атомная масса углерода или любого другого элемента представляет собой средневзвешенное значение масс встречающихся в природе изотопов.

Пример \ (\ PageIndex {1} \): Бром

Встречающийся в природе бром состоит из двух изотопов, перечисленных в следующей таблице:

Изотоп Точная масса (а.е.м.) Процент изобилия (%)
79 Br 78.9183 50,69
81 Br 80.9163 49,31

Рассчитайте атомную массу брома.

Дано : точная масса и процентное содержание

Запрошено : атомная масса

Стратегия :

  1. Преобразуйте процентное содержание в десятичную форму, чтобы получить массовую долю каждого изотопа.
  2. Умножьте точную массу каждого изотопа на его соответствующую массовую долю (процентное содержание ÷ 100), чтобы получить его взвешенную массу.
  3. Сложите взвешенные массы, чтобы получить атомную массу элемента.
  4. Убедитесь, что ваш ответ имеет смысл.

Решение :

A Атомная масса — это средневзвешенная масса изотопов. В общем можно написать

атомная масса элемента = [(масса изотопа 1 в а.е.м.) (массовая доля изотопа 1)] + [(масса изотопа 2) (массовая доля изотопа 2)] +…

Бром имеет только два изотопа.{81} Br}: 80.9163 \; amu \ times 0.4931 = 39.90 \; amu \)

C Сумма взвешенных масс равна атомной массе брома

40,00 а.е.м. + 39,90 а.е.м. = 79,90 а.е.м.

D Это значение находится примерно посередине между массами двух изотопов, что является ожидаемым, поскольку процентное содержание каждого из них составляет примерно 50%.

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Магний содержит три изотопа, перечисленных в следующей таблице:

Изотоп Точная масса (а.е.м.) Процент изобилия (%)
24 мг 23.98504 78,70
25 мг 24,98584 10,13
26 мг 25.98259 11,17

Используйте эти данные для расчета атомной массы магния.

Ответ

24,31 а.е.м.

Определение среднего атомного веса элемента: https: // youtu.be / bmP6Gr9zJiQ

Сводка

Масса атома — это средневзвешенная величина, которая в значительной степени определяется количеством его протонов и нейтронов, тогда как количество протонов и электронов определяет его заряд. Каждый атом элемента содержит одинаковое количество протонов, известное как атомный номер (Z). У нейтральных атомов одинаковое количество электронов и протонов. Атомы элемента, содержащие разное количество нейтронов, называются изотопами. Каждый изотоп данного элемента имеет один и тот же атомный номер, но разное массовое число (A), которое представляет собой сумму чисел протонов и нейтронов.Относительные массы атомов выражаются в атомной единице массы (а.е.м.), которая определяется как одна двенадцатая от массы одного атома углерода-12 с 6 протонами, 6 нейтронами и 6 электронами. Атомная масса элемента — это средневзвешенная масса встречающихся в природе изотопов. Когда один или несколько электронов добавляются или удаляются из атома или молекулы, образуется заряженная частица, называемая ионом, заряд которой обозначается надстрочным индексом после символа.

Атомная масса — Энциклопедия Нового Света

«Атомная единица массы» перенаправляется сюда.«Атомную массу» не следует путать с «атомной массой».
Стилизованный атом лития-7, показывающий 3 протона, 4 нейтрона и 3 электрона (каждый электрон примерно в 1800 раз меньше протона или нейтрона). Редкий литий-6 имеет всего 3 нейтрона, что снижает атомный вес (средний) до 6,941.

Атомная масса (m a ) — это масса отдельного атома, когда атом находится в состоянии покоя на самом низком энергетическом уровне (или «основном состоянии»). Учитывая, что химический элемент может существовать в виде различных изотопов, имеющих разное количество нейтронов в своих атомных ядрах, атомная масса рассчитывается для каждого изотопа отдельно.Атомная масса чаще всего выражается в единых атомных единицах массы, где одна единая атомная единица массы определяется как одна двенадцатая массы одного атома изотопа углерода-12.

Уточнение терминологии

Атомную массу следует отличать от других терминов, таких как относительная атомная масса и массовое число.

  • Относительная атомная масса и атомная масса : Относительная атомная масса (A r ) элемента — это отношение массы атома элемента к одной двенадцатой массе атома углерода. 12.Поскольку элемент в природе обычно представляет собой смесь изотопов, относительная атомная масса также является средневзвешенным значением атомных масс всех атомов в конкретном образце элемента, взвешенного по изотопному содержанию. В этом смысле относительная атомная масса когда-то была известна как атомная масса . [1]
  • Массовое число : Массовое число изотопа — это общее количество нуклонов (нейтронов плюс протоны) в ядре каждого атома изотопа.Округление атомной массы изотопа обычно дает полное число нуклонов. Затем количество нейтронов может быть получено путем вычитания атомного номера (количества протонов) из массового числа.

Часто элемент имеет один преобладающий изотоп. В таком случае фактическая численная разница между атомной массой этого основного изотопа и относительной атомной массой или стандартным атомным весом элемента может быть очень маленькой, так что она не влияет на большинство массовых вычислений; но такая ошибка может быть критической при рассмотрении отдельных атомов.Для элементов с более чем одним общим изотопом разница между атомной массой наиболее распространенного изотопа и относительной атомной массой элемента может составлять до половины единицы массы или более (как в случае хлора). Атомная масса необычного изотопа может отличаться от относительной атомной массы или стандартной атомной массы на несколько единиц массы.

Элемент может иметь разный атомный вес в зависимости от источника. Тем не менее, учитывая стоимость и сложность изотопного анализа, обычно используются табличные значения стандартных атомных весов, которые повсеместно используются в химических лабораториях.

Единая атомная единица массы

Единая единица атомной массы ( u ), или дальтон ( Da ), или, иногда, универсальная единица массы , является единицей массы, используемой для выражения атомных и молекулярных масс. Он определяется как одна двенадцатая массы несвязанного атома углерода-12 ( 12 C) в состоянии покоя и в основном состоянии. [2]

1 u = 1/ N A грамм = 1 / (1000 N A ) кг (где N A — число Авогадро)
1 u = 1.660538782 (83) × 10 −27 кг = 931,4 (23) МэВ / c 2

Единица атомной массы ( а.е.м., ) — старое название очень похожей шкалы. Символ а.е.м. для единицы атомной массы не является символом единой атомной единицы массы. Его можно рассматривать как исторический артефакт, написанный в то время, когда использовалась шкала аму, или его можно использовать правильно, говоря о его историческом использовании. Иногда он может использоваться по ошибке (возможно, из-за недоразумений относительно его исторического использования).

Единая атомная единица массы, или дальтон, не является единицей массы в системе СИ, но она принята для использования с системой СИ под любым названием. Атомные массы часто записываются без какой-либо единицы, и тогда подразумевается единая атомная единица массы.

В биохимии и молекулярной биологии, когда речь идет о макромолекулах, таких как белки или нуклеиновые кислоты, используется термин «килодальтон» с символом кДа. Поскольку белки представляют собой большие молекулы, их массы указаны в килодальтонах, где один килодальтон равен 1000 дальтон.

Единая атомная единица массы приблизительно равна массе атома водорода, протона или нейтрона.

Технически масса атома равна общей массе протонов, нейтронов и электронов в атоме (когда атом неподвижен) плюс массе, содержащейся в энергии связи ядра атома. Однако масса электрона (составляющая примерно 1/1836 массы протона) и масса, содержащаяся в ядерной связке (которая обычно меньше 0,01 u), могут считаться незначительными по сравнению с массами протонов и нейтронов.Таким образом, масса атома примерно равна общей массе протонов и нейтронов в ядре атома. Таким образом, в общих чертах, атом или молекула, содержащая n протонов и нейтронов, будет иметь массу, приблизительно равную n u. [3]

Массы химических элементов, выраженные в u, были бы близки к целочисленным значениям (в пределах 2 процентов и обычно в пределах 1 процента), если бы не тот факт, что атомные массы химических элементов являются усредненными значениями различные массы стабильных изотопов в естественных количествах. [4] Например, хлор имеет атомный вес 35,45 ед., Потому что он состоит на 76 процентов из 35 Cl (34,96 ед.) И 24 процентов из 37 Cl (36,97 ед.).

Другая причина использования единой атомной единицы массы состоит в том, что экспериментально намного проще и точнее сравнить массы атомов и молекул (то есть определить относительные массы ), чем измерить их абсолютные массы. Массы сравнивают с масс-спектрометром (см. Ниже).

Измерение атомных масс

Прямое сравнение и измерение масс атомов достигается методом, известным как масс-спектрометрия. Уравнение:

вклад массы = (процентное содержание) (масса)

История

В истории химии первыми учеными, определившими атомный вес, были Джон Дальтон между 1803 и 1805 годами и Йенс Якоб Берцелиус между 1808 и 1826 годами. Первоначально атомный вес определялся относительно веса самого легкого элемента, водорода, который был присвоил блок 1.00. В 1860-х годах Станислао Канниццаро ​​уточнил атомные веса, применив закон Авогадро (особенно на Конгрессе в Карлсруэ 1860 года). Он сформулировал закон для определения атомного веса элементов: Различные количества одного и того же элемента, содержащиеся в разных молекулах, являются целыми кратными атомному весу. На этом основании он определил атомный вес и молекулярный вес, сравнивая плотность пара совокупности газов с молекулами, содержащими один или несколько рассматриваемых химических элементов. [5]

В первой половине двадцатого века, вплоть до 1960-х годов, химики и физики использовали две разные шкалы атомных масс. Химики использовали такую ​​шкалу, чтобы естественная смесь изотопов кислорода имела атомную массу 16, в то время как физики присвоили то же число 16 атомной массе наиболее распространенного изотопа кислорода (содержащего восемь протонов и восемь нейтронов). Однако, поскольку кислород-17 и кислород-18 также присутствуют в природном кислороде, это привело к двум различным таблицам атомных масс.

Единая единица атомной массы была принята Международным союзом чистой и прикладной физики в 1960 году и Международным союзом теоретической и прикладной химии в 1961 году. Следовательно, до 1961 года физики и химики использовали символ amu для их соответствующих (и немного отличающихся) атомных единиц массы. Принятым стандартом теперь является единая атомная единица массы (символ u).

Сравнение u с физико-химической шкалой amu:

1 u = 1.000 317 9 а.е.м. (физическая шкала) = 1.000 043 а.е.м. (химическая шкала).

Единая шкала на основе углерода-12, 12 C, удовлетворяла потребность физиков основывать шкалу на чистом изотопе, будучи численно близкой к старой шкале химиков.

Переводной коэффициент между атомными единицами массы и граммами

Стандартная научная единица измерения атомов в макроскопических количествах — это моль (моль), который определяется произвольно как количество вещества с таким количеством атомов или других единиц, которое содержится в 12 граммах изотопа углерода C-12.Число атомов в моль называется числом Авогадро ( N A ), значение которого составляет приблизительно 6,022 × 10 23 моль -1 .

Один моль вещества всегда содержит почти точно относительную атомную массу или молярную массу этого вещества (что является понятием молярной массы), выраженное в граммах; однако это почти никогда не верно для атомной массы . Например, стандартный атомный вес железа 55.847 г / моль, и, следовательно, один моль железа, обычно встречающегося на Земле, имеет массу 55,847 грамма. Атомная масса изотопа 56 Fe составляет 55,935 ед., А один моль 56 Fe теоретически будет весить 55,935 г, но таких количеств чистого изотопа 56 Fe никогда не существовало.

Формульное преобразование между атомной массой и массой в системе СИ в граммах для одного атома:

mu = mgramsNA {\ displaystyle m _ {\ rm {u}} = {m _ {\ rm {grams}} \ over N_ {A}}}

где u {\ displaystyle {\ rm { u}}} — атомная единица массы, а NA {\ displaystyle N_ {A}} — число Авогадро.

Связь между атомной и молекулярной массами

Аналогичные определения применимы к молекулам. Можно вычислить молекулярную массу соединения, сложив атомные массы составляющих его атомов (нуклидов). Можно вычислить молярную массу соединения, сложив относительные атомные массы элементов, указанных в химической формуле. В обоих случаях необходимо учитывать множественность атомов (количество раз, когда она встречается), обычно путем умножения каждой уникальной массы на ее кратность.

Дефекты масс в атомных массах

Характер величин, на которые атомные массы отклоняются от их массовых чисел, выглядит следующим образом: отклонение начинается положительным при водороде-1, становится отрицательным до тех пор, пока не будет достигнут минимум на железе-56, железе-58 и никеле-62, затем возрастает до положительных значений в тяжелых изотопах с увеличением атомного номера. Это равносильно следующему: деление ядра в элементе тяжелее железа дает энергию, а деление в любом элементе легче железа требует энергии.Обратное верно для реакций ядерного синтеза: синтез элементов легче железа производит энергию, а синтез элементов тяжелее железа требует энергии.

См. Также

Банкноты

Список литературы

  • Bransden, B.H., and C.J. Joachain. 2003. Физика атомов и молекул, 2-е изд. Харлоу, Великобритания: Прентис Холл. ISBN 058235692X.
  • Demtröder, W. 2006. Атомы, молекулы и фотоны: введение в атомную, молекулярную и квантовую физику. Берлин: Спрингер. ISBN 978-3540206316.
  • Foot, Christopher J. 2005. Атомная физика. (Оксфордская магистерская серия по атомной, оптической и лазерной физике), Оксфорд, Великобритания: Oxford Univ. Нажмите. ISBN 0198506961.
  • Уильямс, Эндрю. 2007. Происхождение формул дигидрогена и других простых молекул. J. Chem. Эд. 84: 1779.

Внешние ссылки

Все ссылки получены 25 апреля 2016 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света Писатели и редакторы переписали и завершили статью Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в Энциклопедия Нового Света :

Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

Относительная атомная масса Facts for Kids

Относительная атомная масса (также называемая атомной массой ; символ: A r ) является мерой того, насколько тяжелы атомы. Это отношение средней массы на атом элемента из данного образца к 1/12 массы атома углерода-12. [1] [2] Другими словами, относительная атомная масса говорит вам, сколько раз средний атом элемента из данного образца тяжелее одной двенадцатой атома углерода-12.Слово относительный в относительной атомной массе относится к этому масштабированию относительно углерода-12. Значения относительной атомной массы являются отношениями; [3] : 1 Относительная атомная масса является безразмерной величиной. Относительная атомная масса такая же, как атомная масса , что является более старым термином.

Количество протонов в атоме определяет его элемент. Однако большинство элементов в природе состоят из атомов с разным числом нейтронов. [3] : 17 Атом элемента с определенным числом нейтронов называется изотопом. [4] Например, элемент таллий имеет два общих изотопа: таллий-203 и таллий-205. Оба изотопа таллия имеют 81 протон, но таллий-205 имеет 124 нейтрона, на 2 больше, чем таллий-203, который имеет 122. Каждый изотоп имеет свою собственную массу, называемую его изотопной массой. Относительная изотопная масса — это масса изотопа относительно 1/12 массы атома углерода-12. Относительная изотопная масса изотопа примерно равна его массовому числу, которое представляет собой количество протонов и нейтронов в ядре.Как и значения относительной атомной массы, относительные значения изотопной массы представляют собой отношения без единиц измерения.

Мы можем найти относительную атомную массу образца элемента, вычислив средневзвешенное значение относительных изотопных масс. [3] : 17 Например, если образец таллия состоит из 30% таллия-203 и 70% таллия-205,

[математика] A_r = \ frac {(203 \ times30) + (205 \ times70)} {100} = \ frac {(6090) + (14350)} {100} = \ frac {20440} {100} = 204.4 [/ math]

Предполагается, что два образца элемента, состоящего из более чем одного изотопа, собранные из двух широко разнесенных источников на Земле, будут иметь несколько разные относительные атомные массы.Это потому, что пропорции каждого изотопа немного отличаются в разных местах.

Стандартный атомный вес — это среднее значение относительных атомных масс ряда нормальных образцов элемента. Стандартные значения атомного веса регулярно публикуются Комиссией по изотопному содержанию и атомным весам Международного союза чистой и прикладной химии (IUPAC). Стандартный атомный вес каждого элемента указан в периодической таблице.

Часто термин относительная атомная масса используется для обозначения стандартной атомной массы.Это не совсем правильно, потому что относительная атомная масса — менее конкретный термин, который относится к отдельным образцам. [1] Отдельные образцы элемента могут иметь относительную атомную массу, отличную от стандартной атомной массы элемента. Например, образец с другой планеты может иметь относительную атомную массу, сильно отличающуюся от стандартного значения для Земли.

Относительная атомная масса — это не то же самое, что:

  • атомная масса (обозначение: м a ), которая представляет собой массу отдельного атома, обычно выражаемую в унифицированных атомных единицах массы
  • массовое число (символ: A ), которое представляет собой сумму количества протонов и количества нейтронов в ядре атома
  • атомный номер (символ: Z ), который представляет собой количество протонов в ядре атома.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *