So finden Sie ein Atom mittlerer Masse: 8 Schritte (mit Foto) - Tipps

Video: Dichte berechnen - einfach erklärt - drei Beispiele! | Mathematik & Physik | Lehrerschmidt

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Das durchschnittliche Massenatom ist kein direktes Maß für die Masse eines Atoms. Stattdessen ist dies die durchschnittliche Masse pro Atom aus einer typischen Probe des Elements. Wenn Sie die Massen von Milliarden einzelner Atome messen können, können Sie dies herausfinden, indem Sie ihren Durchschnitt berechnen. Wir haben eine praktischere Methode, die auf Informationen über die verschiedenen Isotope des chemischen Elements basiert.

Schritte

Teil 1 von 2: Berechnen Sie das durchschnittliche Massenatom

Verstehe Isotope und Massenatome. In der Natur existieren die meisten Elemente in vielen Formen oder Isotopen. Der einzige Unterschied zwischen zwei Isotopen desselben Elements ist die Anzahl der Neutronen im Atom, deren Anzahl der Neutronen das Massenatom beeinflusst. Bei der Berechnung des Atoms mit durchschnittlicher Masse wird der Effekt dieser Differenz berücksichtigt und die durchschnittliche Masse jedes Atoms in einer Stichprobe dieser Atome angegeben.
- Zum Beispiel hat das Element Silber (Ag) zwei natürliche Isotope: Ag-107 und Ag-109 (oder Ag und Ag). Das Isotop ist nach der "Massenzahl" oder der Summe der Anzahl der Protonen und der Anzahl der Neutronen in einem Atom benannt. Das heißt, Ag-109 hat zwei Neutronen mehr als Ag-107, daher ist sein Atom etwas schwerer.
Finden Sie die Masse jedes Isotops. Sie benötigen zwei Informationen für jedes Isotop. Sie können sie in Nachschlagewerken nachschlagen oder online nachschlagen, beispielsweise bei webelements.com. Das erste ist das Massenatom oder die Atommasse jedes Isotops. Isotope mit mehr Neutronen haben mehr Masse.
- Beispielsweise hat das Silberisotop Ag-107 das Massenatom 106.90509 amu (die Einheit eines kubischen Atoms). Isotop Ag-109 ist mit einer Masse von etwas schwerer 108,90470.
- Das Dezimalpaar am Ende kann in den Dokumenten leicht abweichen. Schreiben Sie nach der Messe keine Zahlen in Klammern.
Notieren Sie die natürliche Überlebensrate für jedes Isotop. Diese Rate gibt die Popularität des Isotops als Prozentsatz der Gesamtatome des Elements an. Sie finden diese Informationen im selben Dokument mit einem kubischen Atom. Das natürliche Überleben aller Isotope sollte 100% betragen (obwohl es aufgrund des Rundungsfehlers geringfügig abweichen kann).
- Das Ag-107-Isotop hat einen Anteil von 51,86%. Das Isotop Ag-109 ist mit einer Rate von 48,14% weniger verbreitet. Dies bedeutet, dass eine normale Silberprobe 51,86% Ag-107 und 48,14% Ag-109 enthält.
- Alle Isotope, die diese Überlebensrate nicht haben, werden ignoriert. Diese Isotope existieren natürlich nicht auf der Erde.
Konvertieren Sie den Isotopenprozentsatz in eine Dezimalzahl. Teilen Sie dieses Verhältnis durch 100, um den gleichen Wert wie eine Dezimalstelle zu erhalten.
- In der obigen Silberprobe beträgt das Isotopenverhältnis 51,86 / 100 = 0,5186 und 48,14 / 100 = 0,4814.
Finden Sie das durchschnittliche kubische Atom. Das durchschnittliche Massenatom eines Elements hat n Isotope gleich (Atomblock_{Isotop 1} * Verhältnis_{Isotop 1}) + (Atommasse_{Isotop 2} * Verhältnis_{Isotop 2}) + ... + (Atommasse_{Isotope n} * Verhältnis_{Isotope n}. Dies ist ein Beispiel für eine "durchschnittliche Masse", dh je höher die Überlebensrate des Isotops ist, desto größer ist seine Auswirkung auf das Ergebnis. Wie man diese Formel für Silber anwendet, ist wie folgt:
- Atom mittlerer Masse_Ag = (kubisches Atom_Ag-107 * Verhältnis_Ag-107) + (Atommasse_Ag-109 * Verhältnis_Ag-109)
  =(106,90509 * 0,5186) + (108,90470 * 0,4814)
  = 55,4410 + 52,4267
  = 107,8677 amu.
- Suchen Sie dieses Element im Periodensystem, um die Ergebnisse zu überprüfen. Das durchschnittliche kubische Atom steht immer unter dem chemischen Symbol des Elements.
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Teil 2 von 2: Ergebnisse verwenden

Masse in Ordnungszahl umwandeln. Das durchschnittliche Massenatom zeigt die Beziehung zwischen der Masse und der Anzahl der Atome in einer typischen Probe dieses Elements. Dies ist in chemischen Labors sehr nützlich, da es fast unmöglich ist, Atome genau zu zählen, aber Massen leicht zu bestimmen sind. Sie könnten beispielsweise eine Silberprobe wiegen und wissen, dass pro 107.867 amu ein Silberatom vorhanden ist.
In Molmasse umwandeln. Die Atommasseneinheit ist sehr klein, daher verwenden Chemiker die Grammeinheit häufig für die Masse. Glücklicherweise haben wir Definitionen dieser Konzepte, so dass die Transformation einfach sein sollte. Multiplizieren Sie einfach das durchschnittliche Massenatom mit 1 g / mol (Molmassenkonstante), um ein Ergebnis in g / mol zu erhalten. Zum Beispiel enthalten 107.867 Gramm Silber ein Mol Silberatome.
Finden Sie die durchschnittliche Molekülmasse. Da ein Molekül eine Ansammlung von Atomen ist, können Sie die Masse aller Atome addieren, um die Molekülmasse zu ermitteln. Wenn Sie ein Atom mit durchschnittlicher Masse (anstelle der Masse eines bestimmten Isotops) verwenden, ist das Ergebnis die durchschnittliche Molekülmasse einer Probe in der Natur. Hier ist ein Beispiel:
- Ein Wassermolekül hat die chemische Formel H.₂O enthält zwei Wasserstoffatome (H) und ein Sauerstoffatom (O).
- Wasserstoff hat ein durchschnittliches Massenatom von 1.00794 amu. Sauerstoff hat eine durchschnittliche Atommasse von 15.9994 amu.
- Also die durchschnittliche Molekülmasse von H.₂O ist gleich (1.00794) (2) + 15.9994 = 18.01528 amu, was 18.01528 g / mol entspricht.
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Rat

Das Konzept der relativen Atommasse wird manchmal synonym mit einem Atom mit durchschnittlicher Masse verwendet. Es gibt einen kleinen Unterschied, weil die Atommasse relativ uneinheitlich ist; Es ist eine Messung der Masse relativ zu einem Kohlenstoff-12-Atom. Solange Sie die Atommasseneinheit für die Berechnung des durchschnittlichen Kubikatoms verwenden, sind diese beiden Werte gleich.
Die Zahl in Klammern nach dem kubischen Atom gibt den Fehler an. Zum Beispiel bedeutet Massenatom 1.0173 (4), dass das normale Atom des Elements einen Massenbereich von ungefähr 1.0173 ± 0.0004 hat. Sie müssen diese Nummer nicht erhalten, wenn Sie nicht dazu aufgefordert werden.
Im Periodensystem ist das durchschnittliche kubische Atom des folgenden Elements mit wenigen Ausnahmen größer als das vorhergehende. Hier ist eine schnelle Möglichkeit, Ihre Ergebnisse zu überprüfen.
1 Atommasseneinheit ist 1/12 der Masse eines Kohlenstoff-12-Atoms.
Die Isotopenüberlebensraten werden anhand typischer natürlich vorkommender Proben auf der Erde berechnet. Nicht natürlich vorkommende Substanzen wie Meteoriten oder solche, die in einem Labor hergestellt werden, können unterschiedliche Isotopenverhältnisse aufweisen, sodass auch das durchschnittliche Massenatom unterschiedlich ist.

Warnung

Massenatome werden immer in Atommasseneinheiten (amu oder u) geschrieben, manchmal auch als Dalton (Da) bezeichnet. Schreiben Sie niemals eine andere Masseneinheit (z. B. ein Kilogramm) nach dieser Zahl, ohne sie zu ändern.