Masa atomowa to średnia masa atomów danego pierwiastka chemicznego. Jest znana i używana zamiennie jako masa atomowa, chociaż dosłownie znaczenie każdej z nich jest inne.
Termin „waga” w fizyce oznacza siłę wywieraną na pole grawitacyjne wyrażoną w jednostkach siły, takich jak niuton. Jednak od 1908 r. Używa się terminu „masa atomowa”, który dziś jest lepiej znany jako względna masa atomowa; to znaczy są synonimami.
Źródło: Pexels.
Atomy są tak małe, liczne i różne nawet dla tego samego pierwiastka, że nie jest łatwo przypisać im wielkość fizyczną, taką jak masa. Dokładnie w czasie zmieniał się wybór jednostki reprezentującej wagę lub masę atomową pierwiastka chemicznego.
Początkowo jako jednostkę masy atomowej wybrano masę najmniejszego atomu, którym jest atom wodoru (H). Później zmieniono go na jednostkę masy atomowej naturalnego tlenu 1/16, a następnie preferowano jego lżejszy izotop 16 O.
Od 1961 roku, ze względu na duże znaczenie atomu węgla (C), zdecydowano się odnieść masę atomową do jego izotopu C-12. Ponadto atom C jest centralnym lub kluczowym elementem chemii organicznej i biochemii.
Jaka jest masa atomowa?
Masa atomowa (AP) to średnia masa naturalnych izotopów tworzących pierwiastek chemiczny. Termin odnosi się do względnej masy atomowej posiadanej przez atomy każdego z pierwiastków chemicznych.
Jak wspomniano we wstępie, termin masa atomowa jest tradycyjnie używany, ale w rzeczywistości jest to masa atomowa. Od 1961 roku na podstawie atomu węgla-12 przyjęto jego wartość 12 dla skali względnych mas atomowych.
Ale jaka jest wtedy masa atomowa? Jest to suma protonów i neutronów, które posiada atom, przy czym masa wnoszona przez elektrony jest znikoma. Na przykład masa atomowa wodoru (H) wynosi 1,00974 Da, a magnezu (Mg) 24,3050 Da.
Dla porównania oznacza to, że atomy Mg są cięższe niż atomy H: 24 razy dokładniej. Gdy potrzebne są wartości masy lub masy atomowej jakiegoś pierwiastka chemicznego, można je uzyskać, korzystając z układu okresowego.
Jednostki
Jedna z pierwszych jednostek masy atomowej, amu, została wyrażona jako 1/16 (0,0625) masy atomu tlenu.
Jednostka ta uległa zmianie wraz z odkryciem istnienia naturalnych izotopów pierwiastka z 1912 roku; dlatego nie można było dłużej ignorować izotopów.
Obecnie standardową jednostką masy atomowej lub daltonem jest 1/12 masy atomu izotopu 12 C. Jest to bardziej stabilna i liczniejsza niż 13 C i 14 C.
Standaryzowana jednostka masy atomowej to masa nukleonu (protonu lub neutronu) i jest równa 1 g / mol. Ta unifikacja lub standaryzacja została przeprowadzona z atomem C-12, któremu przypisano 12 jednostek masy atomowej.
Zatem względną masę atomową lub masę atomową można obecnie wyrazić w gramach na jeden mol atomów.
Jak obliczana jest masa atomowa?
Aby określić masę atomową, najpierw należy obliczyć masę atomową izotopu, która jest sumą liczby protonów i neutronów, które ma dany atom.
Liczba posiadanych elektronów nie jest brana pod uwagę, ponieważ jego masa jest znikoma w porównaniu z masą neutronów i protonów.
To samo dzieje się z każdym izotopem tego samego pierwiastka. Następnie, znając ich naturalne bogactwo, oblicza się średnią ważoną masę atomową wszystkich izotopów poprzez dodanie iloczynu m ∙ A (m = masa atomowa, a A liczebność podzielona przez 100).
Na przykład przypuśćmy, że masz klaster atomów żelaza, w którym 93% z nich to 56 Fe, podczas gdy 5% to 54 Fe, a pozostałe 2% to 57 Fe. Masy atomowe są już zaznaczone w lewym górnym rogu. symboli chemicznych. Obliczam wtedy:
56 (0,93) + 54 (0,05) + 57 (0,02) = 55,92 g / mol atomów Fe
W tej gromadzie żelazo ma masę atomową 55,92. Ale co z resztą całej planety Ziemi lub reszty Wszechświata? W gromadzie znajdują się tylko trzy izotopy, których liczebność zmienia się po uwzględnieniu Ziemi, gdzie dostępnych będzie więcej izotopów, a obliczenia staną się bardziej skomplikowane.
Rozważania
Aby obliczyć masę atomową pierwiastków podanych w układzie okresowym, należy wziąć pod uwagę:
-Izotopy, które istnieją w naturze tego samego pierwiastka chemicznego. Atomy tego samego pierwiastka, które mają różną liczbę neutronów, są izotopami tego pierwiastka.
-W próbkach otrzymanych z każdego izotopu brana jest pod uwagę masa atomowa każdego z nich.
-Względna liczebność każdego z izotopów dla danego pierwiastka w próbkach występujących w przyrodzie jest również ważna.
-Wartość masy atomowej pojedynczego atomu samego lub obecnego w naturalnej próbce pierwiastka można znaleźć. Lub grupy atomów w przypadku izotopów tego samego pierwiastka, określając standardową lub średnią masę atomową.
-Aby określić standardową masę atomową pierwiastków chemicznych, wzięto pod uwagę jeden lub więcej izotopów tego samego pierwiastka.
-Istnieją pewne pierwiastki chemiczne, takie jak frans (Fr), które nie mają stabilnych izotopów i nie mają jeszcze znormalizowanej masy atomowej.
Przykłady
Korzystając z układu okresowego pierwiastków chemicznych, można znaleźć masę atomową pierwiastka chemicznego; to znaczy te, które zostały obliczone biorąc pod uwagę wszystkie stabilne izotopy (iz tego powodu zwykle mają wiele miejsc po przecinku).
Tam zaobserwowano, że liczba atomowa wodoru (H) jest równa 1, co jest równe liczbie jego protonów. Masa atomowa H jest najmniejszym ze wszystkich pierwiastków i ma wartość 1,00794 u ± 0,00001 u.
W przypadku boru jego masę atomową określono na podstawie dwóch izotopów uzyskanych w naturze, a jego wartość waha się od 10 806 do 10821.
Nie ma standardowej masy atomowej w przypadku pierwiastków nienaturalnych lub syntetycznych, które nie mają w naturze izotopów; takie jak wspomniany wyżej przypadek między innymi fransu (Fr), polonu (Po), radonu (Ra).
W takich przypadkach masa atomowa jest ograniczona do sumy liczby protonów i neutronów tego pierwiastka.
Wartość masy atomowej podano w nawiasach, co oznacza, że nie jest to ustandaryzowana masa atomowa. Nawet wartość standardowej masy atomowej może się zmienić, jeśli odkryje się więcej izotopów danego pierwiastka.
Bibliografia
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 czerwca 2018). Definicja masy atomowej. Odzyskany z: thinkco.com
- Jimenez, V. i Macarulla, J. (1984). Fizjologiczna Fizykochemia. (6 ta. Ed). Madryt: Interamericana
- Whitten, K., Davis, R., Peck M. and Stanley, G. (2008). Chemia. (8 ava. Ed). CENGAGE Nauka: Meksyk.
- Wikipedia. (2018). Standardowa masa atomowa. Odzyskane z: en.wikipedia.org
- Prof. N. De Leon. (sf). Masy atomowe. Odzyskany z: iun.edu