Атомын масс нь нэг атом эсвэл молекул дахь бүх протон, нейтрон, электронуудын нийлбэр юм. Электроны масс нь маш жижиг тул үүнийг үл тоомсорлож, анхааралдаа авдаггүй. Хэдийгээр техникийн хувьд буруу боловч атомын масс гэсэн нэр томъёог элементийн бүх изотопуудын дундаж атомын массыг тодорхойлоход ихэвчлэн ашигладаг. Энэхүү хоёрдахь тодорхойлолт нь харьцангуй атомын масс бөгөөд үүнийг бас нэрлэдэг атомын жин элемент. Атомын жин нь ижил элементийн байгалийн гаралтай изотопуудын дундаж массыг харгалзан үздэг. Химичүүд ажлаа удирдан чиглүүлэхийн тулд эдгээр хоёр төрлийн атомын массыг ялгах ёстой - жишээлбэл, атомын массын буруу утга нь туршилтын үр дүнг буруу тооцоолоход хүргэдэг.
Алхам
3 -ийн 1 -р арга: Атомын массыг үечилсэн хүснэгтэд унших
Алхам 1. Атомын массыг хэрхэн төлөөлөхийг ойлгох
Атомын масс гэдэг нь атом эсвэл молекулын масс юм. Атомын массыг стандарт SI массын нэгжээр илэрхийлж болно - грамм, килограмм гэх мэт. Гэсэн хэдий ч эдгээр нэгжээр илэрхийлэгдэх үед атомын масс маш бага байдаг тул атомын массыг ихэвчлэн нийлмэл атомын массын нэгжээр илэрхийлдэг (ихэвчлэн u эсвэл amu гэж товчилдог). Нэг атомын массын нэгжийн стандарт нь стандарт нүүрстөрөгч-12 изотопын массын 1/12 байна.
Атомын массын нэгж нь элемент эсвэл молекулын нэг молийн массыг граммаар илэрхийлдэг. Энэ нь практик тооцоонд маш ашигтай шинж чанар юм, учир нь энэ нэгж нь масс ба моль тооны ижил төрлийн атом эсвэл молекулуудын хооронд хөрвүүлэхэд хялбар болгодог
Алхам 2. Хугацааны хүснэгтээс атомын массыг ол
Ихэнх үечилсэн хүснэгтүүд нь элемент бүрийн харьцангуй атомын массыг (атомын жин) жагсаасан байдаг. Энэ массыг бараг үргэлж хүснэгтийн элементийн торны доод талд, нэг эсвэл хоёр үсэг уншдаг химийн тэмдгийн доор тоогоор бичдэг. Энэ тоог ихэвчлэн бүхэл тоо биш аравтын бутархай хэлбэрээр дүрсэлдэг.
- Хугацааны хүснэгтэд жагсаасан харьцангуй атомын масс нь холбогдох элементүүдийн дундаж утга болохыг анхаарна уу. Химийн элементүүд нь өөр өөр изотоптой байдаг - атомын цөмөөс нэг буюу хэд хэдэн нейтрон нэмэх, хасах замаар өөр өөр масстай байдаг химийн хэлбэрүүд. Тиймээс үечилсэн хүснэгтэд жагсаасан харьцангуй атомын массыг тодорхой элементийн атомуудын дундаж утга болгон ашиглаж болно, гэхдээ үгүй элементийн нэг атомын масс.
- Атом ба молекулын молийн массыг тооцоолохын тулд үечилсэн хүснэгтэд байгаа харьцангуй атомын массыг ашигладаг. Атомын массыг үечилсэн хүснэгтийн адил amu -ээр илэрхийлэхэд техникийн хувьд нэгж байхгүй болно. Гэсэн хэдий ч атомын массыг 1 г/мольоор үржүүлэх нь тухайн элементийн молийн массыг ашиглах боломжтой хэмжээг бидэнд өгдөг - нэг молийн элементийн масс (граммаар).
Алхам 3. Хугацааны хүснэгтийн утгууд нь нэг элементийн дундаж атомын масс болохыг ойлгоорой
Өмнө дурьдсанчлан, үечилсэн хүснэгтийн элемент бүрийн жагсаасан харьцангуй атомын масс нь атомын бүх изотопуудын дундаж утга юм. Энэ дундаж нь олон практик тооцоололд чухал ач холбогдолтой - жишээлбэл, хэд хэдэн атомаас бүрдэх молекулын молийн массыг тооцоолох. Гэсэн хэдий ч бие даасан атомуудтай ажиллахдаа энэ тоо заримдаа хангалтгүй байдаг.
- Хугацааны хүснэгтийн утга нь хэд хэдэн төрлийн изотопуудын дунджаар нэг атомын массын хувьд яг тодорхой утга биш юм.
- Бие даасан атомын атомын массыг нэг атом дахь протон ба нейтронуудын тоог харгалзан тооцоолох ёстой.
3 -ийн 2 -р арга: Бие даасан атомын атомын массыг тооцоолох
Алхам 1. Элемент буюу изотопын атомын дугаарыг ол
Атомын дугаар нь элемент дэх протоны тоо бөгөөд өөр өөр тоо байдаггүй. Жишээлбэл, устөрөгчийн бүх атомууд, зөвхөн устөрөгчийн атомууд нэг протонтой байдаг. Натри нь 11 цөмтэй байдаг, учир нь түүний цөм нь арван нэгэн протонтой байдаг, харин цөм нь найман протонтой байдаг тул хүчилтөрөгчийн атомын тоо 8 байдаг. Та ямар ч элементийн атомын дугаарыг үечилсэн хүснэгтээс олж болно - бараг бүх стандарт үечилсэн хүснэгтээс. Атомын дугаар нь нэг буюу хоёр үсэг уншдаг химийн тэмдгийн дээрх тоо юм. Энэ тоо үргэлж эерэг бүхэл тоо байна.
- Бид нүүрстөрөгчийн атомтай ажиллаж байна гэж бодъё. Нүүрстөрөгч нь үргэлж зургаан протонтой байдаг. Тиймээс түүний атомын дугаар 6 гэдгийг бид мэднэ. Нүүрстөрөгчийн хайрцаг (C) нь дээд талд нь "6" гэсэн дугаартай байгаа нь нүүрстөрөгчийн атомын тоо зургаа болохыг бид мөн үечилсэн хүснэгтээс харж болно.
- Элементийн атомын дугаар нь үечилсэн хүснэгтэд бичигдсэн тул харьцангуй атомын массад шууд нөлөөлдөггүй болохыг анхаарна уу. Атомын атомын масс нь түүний атомын тооноос хоёр дахин их байх магадлалтай мэт санагддаг (ялангуяа үечилсэн хүснэгтийн эхэн дэх элементүүдийн дунд), атомын массыг элементийн атомын тоог хоёроор үржүүлэх замаар хэзээ ч тооцдоггүй.
Алхам 2. Цөм дэх нейтронуудын тоог ол
Нейтроны тоо нь тодорхой элементийн атомуудад өөр өөр байж болно. Хэдийгээр ижил тооны протонтой, өөр өөр тооны нейтронтой хоёр атом нь ижил элемент боловч тэдгээр нь өөр өөр элементийн изотопууд юм. Хэзээ ч өөрчлөгддөггүй элемент дэх протоны тооноос ялгаатай нь тухайн элементийн атом дахь нейтронуудын тоо өөр байж болох тул элементийн дундаж атомын массыг хоёр бүхэл тооны хоорондох аравтын бутархайгаар илэрхийлэх ёстой.
- Нейтроны тоог элементийн изотопыг тодорхойлох замаар тодорхойлж болно. Жишээлбэл, нүүрстөрөгч-14 бол нүүрстөрөгч-12-ийн байгалийн гаралтай цацраг идэвхт изотоп юм. Та элементийн тэмдгийн өмнө дээд хэсэгт (дээд хэсэг) цөөн тоогоор тогтоосон изотопуудыг харах болно. 14C. Нейтронуудын тоог изотопын тооноос протоны тоог хасах замаар тооцоолно: 14 - 6 = 8 нейтрон.
- Бидний ажиллаж буй нүүрстөрөгчийн атом зургаан нейтронтой гэж бодъё.12C). Энэ бол бүх нүүрстөрөгчийн атомын бараг 99% -ийг эзэлдэг нүүрстөрөгчийн хамгийн түгээмэл изотоп юм. Гэсэн хэдий ч нүүрстөрөгчийн атомын 1% орчим нь 7 нейтронтой байдаг.13C). 6 эсвэл 7 -оос бага нейтронтой бусад төрлийн нүүрстөрөгчийн атомын тоо маш цөөхөн байдаг.
Алхам 3. Протон ба нейтронуудын тоог нэмнэ үү
Энэ бол атомын атомын масс юм. Цөмийг тойрон эргэлддэг электронуудын тоонд санаа зовох хэрэггүй. Хосолсон масс нь маш бага тул ихэнх практик тохиолдолд энэ масс таны хариултанд нөлөөлөхгүй.
- Манай нүүрстөрөгчийн атом нь 6 протон + 6 нейтрон = 12. Энэ нүүрстөрөгчийн атомын атомын масс нь 12. Гэхдээ хэрэв атом нь нүүрстөрөгч-13-ийн изотоп бол атом нь 6 протон + 7 нейтрон = атомын жинтэй болохыг бид мэднэ. 13 -аас.
- Нүүрстөрөгч-13-ийн жинхэнэ атомын жин 13,003355 бөгөөд туршилтаар тогтоосон тул энэ жин илүү нарийвчлалтай байна.
- Атомын масс нь элементийн изотопын тоотой бараг тэнцүү байдаг. Тооцооллын үндсэн зорилгоор изотопын тоо нь атомын масстай тэнцүү байна. Туршилтаар тодорхойлоход электрон масс маш бага хувь нэмэр оруулдаг тул атомын масс нь изотопын тооноос арай илүү байдаг.
3 -ийн 3 -р арга: Элементийн харьцангуй атомын массыг (атомын жин) тооцоолох
Алхам 1. Дээжид байгаа изотопуудыг тодорхойл
Химич нар массын спектрометр гэж нэрлэдэг тусгай багаж ашиглан дээжин дэх изотопын харьцангуй харьцааг тодорхойлдог. Гэсэн хэдий ч оюутан, коллежийн оюутнуудад зориулсан химийн хичээл дээр энэ мэдээллийг ихэвчлэн сургуулийн шалгалт гэх мэт шинжлэх ухааны ном зохиолоор тодорхойлсон дүн хэлбэрээр өгдөг.
Бидний зорилгын үүднээс нүүрстөрөгч-12 ба нүүрстөрөгч-13 изотоптой ажиллаж байна гэж бодъё
Алхам 2. Дээж дэх изотоп бүрийн харьцангуй элбэгшлийг тодорхойл
Өгөгдсөн элементэд өөр өөр изотопууд өөр өөр харьцаатай байдаг. Энэ хувийг бараг үргэлж хувиар илэрхийлдэг. Зарим изотопууд маш нийтлэг харьцаатай байдаг бол зарим нь маш ховор тохиолддог, заримдаа маш ховор байдаг тул эдгээр пропорцийг бараг илрүүлдэггүй. Энэ мэдээллийг массын спектрометр эсвэл лавлах номноос олж болно.
Нүүрстөрөгч-12-ийн элбэг дэлбэг байдал 99%, нүүрстөрөгчийн-13-ийн элбэг дэлбэг байдал 1% байна гэж бодъё. Бусад нүүрстөрөгчийн изотопууд байдаг, гэхдээ ийм жижиг асуудалд үүнийг үл тоомсорлож болно
Алхам 3. Изотоп бүрийн атомын массыг дээж дэх эзлэх хувь хэмжээгээр үржүүлнэ
Изотоп бүрийн атомын массыг элбэг дэлбэг байдлын хувиар үржүүл (аравтын бутархайгаар бичсэн). Хувь хэмжээг аравтын бутархай болгон хөрвүүлэхийн тулд хувь хэмжээг 100 -д хуваахад л болно. Аравтын бутархай болгон хөрвүүлсэн хувь нь үргэлж 1 байх болно.
- Манай дээжинд нүүрстөрөгч-12 ба нүүрстөрөгч-13 агуулагддаг. Хэрэв нүүрстөрөгч-12 нь дээжийн 99%, нүүрстөрөгч-13 нь дээжийн 1% -ийг эзэлдэг бол 12 (нүүрстөрөгчийн атомын масс-12) -ийг 0.99, 13 (нүүрстөрөгчийн атомын масс) 0.01-ээр үржүүлнэ.
- Лавлах ном нь элементийн изотопуудын мэдэгдэж буй бүх хэмжээгээр үндэслэсэн хувь хэмжээг танд өгөх болно. Ихэнх химийн сурах бичигт энэ мэдээллийг номны арын хүснэгтэд оруулсан болно. Масс спектрометр нь туршиж буй дээжийн эзлэх хувийг тодорхойлох боломжтой.
Алхам 4. Үр дүнг нэмнэ үү
Өмнөх алхам дээр хийсэн үржүүлэх үр дүнг нэмнэ үү. Энэ нийлбэрийн үр дүн нь таны элементийн харьцангуй атомын масс юм - таны элементийн изотопын атомын массын дундаж. Элементийн тодорхой изотоп биш харин элементүүдийг ерөнхийд нь хэлэлцэх үед энэ утгыг ашиглана.
