תוֹכֶן

• צעדים
• שיטה 1 מתוך 3: מציאת מסת אטומית באמצעות הטבלה המחזורית של היסודות
• שיטה 2 מתוך 3: חישוב המסה האטומית של אטום בודד
• שיטה 3 מתוך 3: חישוב המסה האטומית היחסית (משקל אטומי) של יסוד
• טיפים
• מה אתה צריך

מסה אטומית הוא סכום ההמונים של כל הפרוטונים, הנויטרונים והאלקטרונים המרכיבים אטום או מולקולה כזו או אחרת. בהשוואה לפרוטונים ולניוטרונים, מסת האלקטרונים קטנה מאוד, ולכן היא אינה נלקחת בחשבון בחישובים. למרות שזה לא נכון מבחינה פורמלית, מושג זה משמש לעתים קרובות להתייחס למסה האטומית הממוצעת של כל האיזוטופים של יסוד. למעשה, זוהי המסה האטומית היחסית, הנקראת גם משקל אטומי אֵלֵמֶנט. משקל אטומי הוא ממוצע ההמונים האטומיים של כל האיזוטופים הטבעיים של יסוד. כימאים חייבים להבחין בין שני סוגי המסה האטומית הללו בעת ביצוע עבודתם - ערך מסה אטומי שגוי יכול, למשל, להוביל לתוצאה לא נכונה לתשואת תוצר תגובה.

צעדים

שיטה 1 מתוך 3: מציאת מסת אטומית באמצעות הטבלה המחזורית של היסודות

1. 1 למד כיצד כתוב מסה אטומית. מסת אטומית, כלומר המסה של אטום או מולקולה נתונה, יכולה להתבטא ביחידות SI סטנדרטיות - גרם, קילוגרמים וכן הלאה. עם זאת, בשל העובדה כי המוני האטום המתבטאים ביחידות אלה הם קטנים ביותר, הם נרשמים לעתים קרובות ביחידות מסת אטום מאוחדות, או בקיצור אמו. - יחידות מסה אטומית. יחידת מסת אטומית אחת שווה ל 1/12 מהמסה של האיזוטופ הסטנדרטי פחמן -12.
   • יחידת המסה האטומית מאפיינת את המסה שומה אחת של יסוד נתון בגרמים... ערך זה שימושי מאוד בחישובים מעשיים, מכיוון שניתן להשתמש בו להמרת המסה של מספר אטומים או מולקולות של חומר נתון לשומות, ולהיפך.
2. 2 מצא את המסה האטומית בטבלה המחזורית. רוב הטבלאות המחזוריות הסטנדרטיות מכילות את המוני האטום (משקל אטומי) של כל יסוד. ככלל, הם מוצגים כמספר בתחתית התא עם האלמנט, מתחת לאותיות המציינות את היסוד הכימי. בדרך כלל זה לא מספר שלם, אלא שבר עשרוני.
   • שים לב שכל המסים האטומיים היחסיים המופיעים בטבלה המחזורית עבור כל יסוד הם מְמוּצָע ערכים. היסודות הכימיים שונים איזוטופים - מינים כימיים בעלי מסות שונות עקב נויטרונים נוספים או חסרים בגרעין האטומי. לכן, המונים האטומיים היחסיים המופיעים בטבלה המחזורית יכולים לשמש כממוצע לאטומים של יסוד מסוים, אך לֹא כמסה של אטום אחד של יסוד נתון.
   • המונים האטומיים היחסיים המופיעים בטבלה המחזורית משמשים לחישוב ההמונים המולאריים של האטומים והמולקולות. המונים אטומיים המתבטאים באמו (כמו בטבלה המחזורית) הם למעשה חסרי ממדים. עם זאת, פשוט על ידי הכפלת המסה האטומית ב -1 גרם / מול, נקבל מאפיין שימושי של יסוד - המסה (בגרמים) של שומה אטומית אחת של יסוד זה.
3. 3 זכור כי הטבלה המחזורית מפרטת את המסה האטומית הממוצעת של היסודות. כפי שצוין קודם לכן, המוני האטום היחסי המצוין עבור כל יסוד בטבלה המחזורית הם ממוצע ההמונים של כל האיזוטופים באטום. ממוצע זה בעל ערך למטרות מעשיות רבות: לדוגמה, הוא משמש לחישוב המסה הטוחנת של מולקולות המורכבות מכמה אטומים. עם זאת, כאשר אתה מתמודד עם אטומים בודדים, ערך זה בדרך כלל אינו מספיק.
   • מכיוון שהמסה האטומית הממוצעת היא הערך הממוצע לכמה איזוטופים, הערך המצוין בטבלה המחזורית אינו מְדוּיָק ערך המסה האטומית של כל אטום בודד.
   • יש לחשב את המסים האטומיים של אטומים בודדים תוך התחשבות במספר המדויק של הפרוטונים והניטרונים באטום בודד.

שיטה 2 מתוך 3: חישוב המסה האטומית של אטום בודד

1. 1 מצא את המספר האטומי של יסוד נתון או את האיזוטופ שלו. המספר האטומי הוא מספר הפרוטונים באטומי יסוד, הוא לעולם אינו משתנה. לדוגמה, כל אטומי המימן, ו רק יש להם פרוטון אחד. המספר האטומי של נתרן הוא 11, כיוון שבגרעין שלו יש אחד עשר פרוטונים, בעוד שהמספר האטומי של חמצן הוא שמונה, כיוון שבגרעין שלו יש שמונה פרוטונים. אתה יכול למצוא את המספר האטומי של כל יסוד בטבלה המחזורית של מנדלייב - כמעט בכל הגרסאות הסטנדרטיות שלו, מספר זה מצוין מעל ייעוד האותיות של היסוד הכימי. המספר האטומי הוא תמיד מספר שלם חיובי.
   • נניח שאנו מעוניינים באטום פחמן. תמיד יש שישה פרוטונים באטומי פחמן, כך שאנו יודעים כי המספר האטומי שלה הוא 6. בנוסף, אנו רואים כי בטבלה המחזורית, בחלקו העליון של התא עם פחמן (C) נמצא המספר "6", המציין שמספר הפחמן האטומי הוא שש.
   • שים לב כי המספר האטומי של יסוד אינו קשור באופן ייחודי למסה האטומית היחסית שלו בטבלה המחזורית. למרות שבמיוחד ביסודות בחלק העליון של הטבלה, נראה כי המסה האטומית של יסוד היא כפולה ממספר האטום שלה, היא לעולם אינה מחושבת על ידי הכפלת המספר האטומי בשניים.
2. 2 מצא את מספר הנויטרונים בגרעין. מספר הנויטרונים יכול להיות שונה עבור אטומים שונים של אותו יסוד. כאשר לשני אטומים של אותו יסוד עם אותו מספר פרוטונים יש מספר שונה של נויטרונים, הם איזוטופים שונים של אותו יסוד.שלא כמו מספר הפרוטונים, שלעולם לא משתנה, מספר הנויטרונים באטומים של יסוד מסוים יכול להשתנות לעתים קרובות, ולכן המסה האטומית הממוצעת של יסוד נכתבת כשבר עשרוני עם ערך הנמצא בין שני מספרים שלמים סמוכים.
   • ניתן לקבוע את מספר הנויטרונים על ידי ייעוד האיזוטופ של היסוד. לדוגמה, פחמן -14 הוא איזוטופ רדיואקטיבי המתרחש באופן טבעי של פחמן -12. לעתים קרובות מספר האיזוטופ מסומן כמספר עליון מול סמל האלמנט: C. מספר הנייטרונים נמצא על ידי הפחתת מספר הפרוטונים מספר האיזוטופ: 14 - 6 = 8 נויטרונים.
   • נניח לאטום הפחמן המעניין יש שישה נויטרונים (C). זהו האיזוטופ הנפוץ ביותר של פחמן, המהווה כ -99% מכלל האטומים של יסוד זה. עם זאת, לכ -1% מאטומי הפחמן יש 7 נויטרונים (C). לסוגים אחרים של אטומי פחמן יש יותר מ -7 או פחות מ -6 נויטרונים והם קיימים בכמויות קטנות מאוד.
3. 3 צרו את מספר הפרוטונים והניוטרונים. זו תהיה המסה האטומית של האטום הנתון. התעלם ממספר האלקטרונים המקיפים את הגרעין - המסה הכוללת שלהם קטנה ביותר, כך שהם כמעט ואינם משפיעים על החישובים שלך.
   • לאטום הפחמן שלנו יש 6 פרוטונים + 6 נויטרונים = 12. לפיכך, המסה האטומית של אטום הפחמן הזה היא 12. אם זה היה האיזוטופ "פחמן -13", אז היינו יודעים שיש לו 6 פרוטונים + 7 נויטרונים = משקל אטומי. 13.
   • למעשה, המסה האטומית של פחמן 13 היא 13.003355, וערך זה מדויק יותר מכיוון שהוא נקבע בניסוי.
   • המסה האטומית קרובה מאוד למספר האיזוטופים. לנוחיות החישובים, מספר האיזוטופים נחשב לרוב לשווה למסה האטומית. הערכים שנקבעו בניסוי של המסה האטומית עולים מעט על מספר האיזוטופים בשל התרומה הקטנה ביותר של האלקטרונים.

שיטה 3 מתוך 3: חישוב המסה האטומית היחסית (משקל אטומי) של יסוד

1. 1 קבע אילו איזוטופים נמצאים במדגם. כימאים קובעים לעתים קרובות את היחס בין איזוטופים בדגימה מסוימת באמצעות מכשיר מיוחד הנקרא ספקטרומטר מסה. עם זאת, במהלך ההכשרה, נתונים אלה יסופקו לך בתנאי משימות, בקרה וכן הלאה בצורה של ערכים הלקוחים מהספרות המדעית.
   • במקרה שלנו, נניח כי עסקינן בשני איזוטופים: פחמן -12 ופחמן -13.
2. 2 לקבוע את התוכן היחסי של כל איזוטופ במדגם. עבור כל אלמנט, איזוטופים שונים מתרחשים בפרופורציות שונות. יחסים אלה מתבטאים כמעט תמיד באחוזים. חלק מהאיזוטופים נפוצים מאוד, בעוד שאחרים נדירים מאוד - לפעמים כל כך קשה לזהותם. ניתן לקבוע כמויות אלה באמצעות ספקטרומטריית מסה או שניתן למצוא אותן בספרון.
   • נניח שריכוז הפחמן -12 הוא 99%, והפחמן -13 הוא 1%. איזוטופים אחרים של פחמן בֶּאֱמֶת קיימים, אך בכמויות כה קטנות עד שבמקרה זה ניתן להזניח אותן.
3. 3 הכפל את המסה האטומית של כל איזוטופ בריכוזו במדגם. הכפל את המסה האטומית של כל איזוטופ באחוז שלו (מבוטא כשבר עשרוני). כדי להמיר אחוזים לעשרונים, פשוט חלקו ב- 100. הריכוזים המתקבלים תמיד צריכים להסתכם ב -1.
   • המדגם שלנו מכיל פחמן -12 ופחמן -13. אם פחמן -12 הוא 99% ​​מהדגימה ופחמן -13 הוא 1%, יש להכפיל את 12 (המסה האטומית של הפחמן -12) ב- 0.99 ו -13 (המסה האטומית של הפחמן -13) ב- 0.01.
   • ספרי העיון נותנים אחוזים המבוססים על הכמויות הידועות של כל האיזוטופים של יסוד. רוב ספרי הלימוד לכימיה מכילים מידע זה בצורת טבלה בסוף הספר. עבור המדגם הנחקר, ניתן גם לקבוע את הריכוזים היחסיים של איזוטופים באמצעות ספקטרומטר מסה.
4. 4 הוסף את התוצאות. סכם את תוצאות הכפל שקיבלת בשלב הקודם.כתוצאה מפעולה זו, תמצא את המסה האטומית היחסית של היסוד שלך - הערך הממוצע של המונים האטומיים של האיזוטופים של היסוד המדובר. כאשר בוחנים אלמנט כמכלול, ולא איזוטופ ספציפי של אלמנט נתון, משתמשים בו בערך זה.
   • בדוגמה שלנו, 12 x 0.99 = 11.88 עבור פחמן -12, ו -13 x 0.01 = 0.13 עבור פחמן -13. המסה האטומית היחסית במקרה שלנו היא 11.88 + 0.13 = 12,01.

טיפים

• חלק מהאיזוטופים פחות יציבים מאחרים: הם מתפרקים לאטומים של יסודות עם פחות פרוטונים ונויטרונים בגרעין, ומשחררים חלקיקים המרכיבים את הגרעין האטומי. איזוטופים כאלה נקראים רדיואקטיביים.

מה אתה צריך

• ספר כימיה
• מַחשְׁבוֹן