ATÓMOVÁ HMOTNOSŤ: ČO TO JE, AKO SA POČÍTA A PRÍKLADY - CHÉMIA - 2026

Atómová hmotnosť je priemerná hmotnosť atómov určitého chemického prvku. Je známy a používaný zameniteľne ako atómová hmota, hoci význam každého z nich je doslova odlišný.

Termín „váha“ vo fyzike znamená silu vyvíjanú na gravitačné pole vyjadrenú v jednotkách sily ako newton. Od roku 1908 sa však používa pojem atómová hmotnosť, ktorý je dnes známy ako relatívna atómová hmotnosť; to znamená, že sú synonymá.

Zdroj: Pexels.

Atómy sú také malé, hojné a odlišné, dokonca aj pre ten istý prvok, takže nie je ľahké priradiť im fyzickú veľkosť, ako je napríklad hmotnosť. Presne v priebehu času sa menil výber jednotky, ktorá predstavuje hmotnosť alebo atómovú hmotnosť chemického prvku.

Najskôr bola ako atómová hmotnostná jednotka zvolená hmotnosť najmenšieho atómu, ktorým je atóm vodíka (H). Neskôr bol zmenený na atómovej hmotnosti prírodného kyslíka 1/16, a potom jeho ľahší izotop ¹⁶ O sa dáva prednosť .

Od roku 1961 sa kvôli veľkému významu atómu uhlíka (C) zvolilo odkázanie atómovej hmotnosti na jej izotop C-12. Atóm C je ďalej ústredným alebo kľúčovým chemickým prvkom organickej chémie a biochémie.

Aká je atómová hmotnosť?

Atómová hmotnosť (AP) je priemerná hmotnosť prírodných izotopov, ktoré tvoria chemický prvok. Termín sa týka relatívnej atómovej hmotnosti, ktorú majú atómy každého z chemických prvkov.

Ako je uvedené v úvodnej časti, tradične sa používa pojem atómová hmotnosť, ale v skutočnosti ide o atómovú hmotnosť. Od roku 1961 bola na základe atómu uhlíka-12 použitá jeho hodnota 12 pre mierku relatívnych atómových hmotností.

Aká je teda atómová hmota? Je to súčet protónov a neutrónov, ktoré má atóm, pričom hmotnosť prispievaná elektrónmi je zanedbateľná. Atómová hmotnosť vodíka (H) je napríklad 1,00974 Da a hmotnosť horčíka (Mg) je 24,3050 Da.

Pri porovnaní to znamená, že atómy horčíka sú ťažšie ako atómy vodíka: 24-krát presnejšie. Ak sú potrebné hodnoty hmotnosti alebo atómovej hmotnosti niektorého chemického prvku, možno ich získať pomocou periodickej tabuľky.

Jednotky

Jedna z prvých jednotiek atómovej hmotnosti, amu, bola vyjadrená ako 1/16 (0,0625) hmotnosti atómu kyslíka.

Táto jednotka sa zmenila objavom existencie prírodných izotopov prvku z roku 1912; preto izotopy už nemohli byť ignorované.

V súčasnosti je štandardná jednotka atómovej hmotnosti alebo daltonu 1/12 atómovej hmotnosti izotopu ¹² C. Je stabilnejšia a bohatšia ako ¹³ ° C a ¹⁴ ° C.

Štandardizovaná atómová hmotnostná jednotka je hmotnosť nukleónu (protónu alebo neutrónu) a rovná sa 1 g / mol. Táto zjednotenie alebo štandardizácia sa uskutočnila s atómom C-12, ku ktorému je priradených 12 atómových hmotnostných jednotiek.

Relatívna atómová hmotnosť alebo atómová hmotnosť sa teda dajú vyjadriť v gramoch na jeden mól atómov.

Ako sa počíta atómová hmotnosť?

Na stanovenie atómovej hmotnosti sa musí najprv vypočítať atómová hmotnosť izotopu, čo je súčet počtu protónov a neutrónov, ktoré má určitý atóm.

Počet elektrónov, ktoré má, sa nezohľadňuje, pretože jeho hmotnosť je zanedbateľná v porovnaní s hmotnosťou neutrónov a protónov.

To isté sa robí s každým izotopom toho istého prvku. Potom, keď sa pozná ich prirodzená hojnosť, vypočíta sa vážená priemerná atómová hmotnosť všetkých izotopov pridaním produktu m ∙ A (m = atómová hmotnosť a A množstvo sa delí 100).

Predpokladajme napríklad, že máte zhluk atómov železa, kde 93% z nich je ⁵⁶ Fe, zatiaľ čo 5% je ⁵⁴ Fe a zvyšných 2% ⁵⁷ Fe. Atómové masy sú už vyznačené v ľavom hornom rohu chemických symbolov. Výpočet potom:

56 (0,93) + 54 (0,05) + 57 (0,02) = 55,92 g / mol atómov Fe

V tomto zhluku má železo atómovú hmotnosť 55,92. Ale čo zvyšok celej planéty Zem alebo zvyšok vesmíru? V klastri sú iba tri izotopy, ktorých abundancia sa zmení, ak sa vezme do úvahy Zem, kde bude k dispozícii viac izotopov a výpočty budú komplikovanejšie.

dôležité informácie

Pri výpočte atómovej hmotnosti prvkov uvedených v periodickej tabuľke sa musia zohľadniť tieto skutočnosti:

- Izotopy, ktoré existujú v podstate z rovnakého chemického prvku. Atómy toho istého chemického prvku, ktoré majú rôzne počty neutrónov, sú izotopy tohto chemického prvku.

- Vo vzorkách získaných z každého izotopu sa berie do úvahy atómová hmotnosť každej z nich.

- Je tiež dôležitá relatívna hojnosť každého z izotopov pre určitý prvok vo vzorkách nachádzajúcich sa v prírode.

- Je možné nájsť hodnotu atómovej hmotnosti jedného atómu samotného alebo prítomného v prírodnej vzorke prvku. Alebo zo skupiny atómov v prípade izotopov toho istého prvku, určujúcich štandardnú alebo priemernú atómovú hmotnosť.

- Na stanovenie štandardnej atómovej hmotnosti chemických prvkov sa zvažoval jeden alebo viac izotopov toho istého prvku.

- Existujú niektoré chemické prvky, ako napríklad Francium (Fr), ktoré nemajú stabilné izotopy a zatiaľ nemajú štandardizovanú atómovú hmotnosť.

Príklady

Prostredníctvom periodickej tabuľky chemických prvkov možno zistiť atómovú hmotnosť chemického prvku; to znamená tie, ktoré boli vypočítané s ohľadom na všetky stabilné izotopy (az tohto dôvodu majú zvyčajne veľa desatinných miest).

Tam je pozorované, že atómový počet vodíka (H) je rovný 1, rovný jeho počtu protónov. Atómová hmotnosť H je najmenej zo všetkých prvkov a má hodnotu 1,00794 u ± 0,00001 u.

Pre atóm bóru sa jeho atómová hmotnosť stanovila na základe dvoch izotopov získaných v prírode a jeho hodnota sa pohybovala od 10 806 do 10 821.

Neexistuje štandardná atómová hmotnosť v prípade neprírodných alebo syntetických prvkov, ktoré nemajú v prírode izotopy; ako je napríklad vyššie uvedený prípad francia (Fr), polónia (Po), radónu (Ra), okrem iných chemických prvkov.

V týchto prípadoch je atómová hmotnosť obmedzená na súčet počtu protónov a neutrónov tohto prvku.

Hodnota atómovej hmotnosti je uvedená v zátvorkách, čo znamená, že nejde o štandardizovanú atómovú hmotnosť. Aj keď sa zistí viac izotopov určitého prvku, môže sa zmeniť aj hodnota štandardnej atómovej hmotnosti.

Referencie

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. júna 2018). Atómová hmotnosť Definícia. Získané z: thinkco.com
2. Jimenez, V. a Macarulla, J. (1984). Fyziologická fyzikochémia. (6 ^ta. Ed.). Madrid: Interamericana
3. Whitten, K., Davis, R., Peck M. a Stanley, G. (2008). Chémia. (8 ^ava Ed.). CENGAGE Learning: Mexico.
4. Wikipedia. (2018). Štandardná atómová hmotnosť. Obnovené z: en.wikipedia.org
5. N. De Leon. (SF). Atómové hmotnosti. Získané z: iun.edu