Содержание
В атомная масса — количество вещества, присутствующего в атоме, которое может быть выражено в обычных физических единицах или в единицах атомной массы (ума или u). Атом пуст почти во всей своей структуре; электроны, которые рассеиваются в областях, называемых орбиталями, где есть определенная вероятность найти их и их ядра.
В ядре атома находятся протоны и нейтроны; первый с положительным зарядом, а второй с нейтральным зарядом. Эти две субатомные частицы имеют массу, намного превышающую массу электрона; следовательно, масса атома определяется его ядром, а не вакуумом или электронами.
Масса электрона примерно 9,1 · 10 · 10-31 кг, а протона 1,67 · 10-27 кг при удельном весе 1800; то есть протон «весит» в 1800 раз больше, чем электрон.То же самое происходит с массами нейтрона и электрона. Вот почему массовый вклад электрона для обычных целей считается незначительным.
Из-за этого обычно предполагается, что масса атома или атомная масса зависит только от массы ядра; который, в свою очередь, состоит из суммы нейтронов и протонов. Из этого рассуждения вытекают две концепции: массовое число и атомная масса, оба тесно связаны.
При таком большом количестве «пустот» в атомах и поскольку их масса почти полностью зависит от ядра, следует ожидать, что последнее будет чрезвычайно плотным.
Если мы удалим указанную пустоту из любого тела или объекта, его размеры резко уменьшатся. Кроме того, если бы мы могли построить небольшой объект на основе атомных ядер (без электронов), то он имел бы массу в миллионы тонн.
С другой стороны, атомные массы помогают различать разные атомы одного и того же элемента; это изотопы. Поскольку изотопов больше, чем других, необходимо оценить среднюю массу атомов для данного элемента; среднее значение, которое может варьироваться от планеты к планете или от одного космического региона к другому.
Разница между относительной атомной массой и атомной массой
Определение
Относительная атомная масса: Относительная атомная масса — это отношение средней массы атомов элемента к одной двенадцатой от массы углерода-12.
Атомная масса: Атомная масса — это общая масса нуклонов, присутствующих в ядре атома.
Изотопы
Относительная атомная масса: Относительная атомная масса рассчитывается с использованием масс и процентного содержания всех изотопов элемента.
Атомная масса: Атомная масса рассчитывается для каждого изотопа отдельно, добавляя массы нуклонов.
Значение
Относительная атомная масса: Значение Относительной атомной массы получается относительно одной двенадцатой массы атома углерода-12.
Атомная масса: Значение атомной массы является непосредственно рассчитанным значением (не относительным значением).
Единица измерения
Относительная атомная масса: Относительная атомная масса безразмерна, потому что это относительная величина.
Атомная масса: Атомная масса определяется единицей amu.
Заключение
Атомная масса и относительная атомная масса являются двумя важными химическими терминами. Хотя они звучат одинаково, понятия разные. Основное различие между относительной атомной массой и атомной массой заключается в том, что относительная атомная масса представляет собой отношение средней массы атомов элемента к одной двенадцатой массе углерода-12, тогда как атомная масса представляет собой общую массу нуклонов, присутствующих в ядре. атома.
Какова масса одной а. е. м.?
С помощью атомных масс удобно сравнивать друг с другом массы молекул атомов и соединений. Например, если молекула воды весит 18 а. е. м., в молекула углекислого газа – 44 а. е. м., то это значит, что молекула СО2 тяжелее молекулы воды в 44/18 ≈2,444 раза. Но как определить массу атомов и молекул в привычных для нас килограммах?
Это можно сделать, вычислив число Авогадро, которое показывает, сколько молекул содержится в 1 моле вещества. Первые оценки числа Авогадро были проведены лишь в 1865 г., но тогда ученые ошиблись в 15 раз, через 8 лет ошибка уменьшилась в 10 раз. Сегодняшние измерения показывают, что один атом водорода весит всего лишь 1,66•10–27 кг.
Как рассчитать
Чтобы выразить относительную атомную массу математически, следует определить, что 1/2 часть углерода или одна атомная единица массы равна 1,66⋅10−24 г. Следовательно, формула относительной атомной массы имеет следующий вид:
Ar(X) = ma(X) / 1,66⋅10−24,
где ma – абсолютная атомная масса вещества.
Относительная атомная масса химических элементов указана в периодической таблице Менделеева, поэтому её не нужно рассчитывать самостоятельно при решении задач. Относительные атомные массы принято округлять до целых. Исключение составляет хлор. Масса его атомов равна 35,5.
Следует обратить внимание, что при расчёте относительной атомной массы элементов, имеющих изотопы, учитывается их среднее значение. Атомная масса в этом случае высчитывается следующим образом:. Ar = ΣAr,ini,
Ar = ΣAr,ini,
где Ar,i – относительная атомная масса изотопов, ni – содержание изотопов в природных смесях.
Например, кислород имеет три изотопа – 16О,17О, 18О. Их относительная масса равна 15,995, 16,999, 17,999, а их содержание в природных смесях – 99,759 %, 0,037 %, 0,204 % соответственно. Поделив проценты на 100 и подставив значения, получим:
Ar = 15,995 ∙ 0,99759 + 16,999 ∙ 0,00037 + 17,999 ∙ 0,00204 = 15,999 а.е.м.
Обратившись к периодической таблице, легко найти это значение в клетке кислорода.
Рис. 3. Таблица Менделеева.
Относительная молекулярная масса – сумма масс атомов вещества:
Mr = ΣAr.
При определении значения относительной молекулярной массы учитываются индексы символов. Например, вычисление массы H2CO3 выглядит следующим образом:
Mr = 1 ∙ 2 + 12 + 16 ∙ 3 = 62 а. е. м.
Зная относительную молекулярную массу, можно вычислить относительную плотность одного газа по второму, т.е. определить, во сколько раз одно газообразное вещество тяжелее второго. Для этого используется уравнение D(y)x = Mr(х) / Mr(y).
Таблица атомных масс химических элементов (3 часть):
| 61 | Прометий | Pm | 144,9127 а.е.м. (г/моль) |
| 62 | Самарий | Sm | 150,36(2) а.е.м. (г/моль) |
| 63 | Европий | Eu | 151,964(1) а.е.м. (г/моль) |
| 64 | Гадолиний | Gd | 157,25(3) а.е.м. (г/моль) |
| 65 | Тербий | Tb | 158,92535(2) а.е.м. (г/моль) |
| 66 | Диспрозий | Dy | 162,500(1) а.е.м. (г/моль) |
| 67 | Гольмий | Ho | 164,93032(2) а.е.м. (г/моль) |
| 68 | Эрбий | Er | 167,259(3) а.е.м. (г/моль) |
| 69 | Тулий | Tm | 168,93421(2) а.е.м. (г/моль) |
| 70 | Иттербий | Yb | 173,045(10) а.е.м. (г/моль) |
| 71 | Лютеций | Lu | 174,9668(1) а.е.м. (г/моль) |
| 72 | Гафний | Hf | 178,49(2) а.е.м. (г/моль) |
| 73 | Тантал | Ta | 180,94788(2) а.е.м. (г/моль) |
| 74 | Вольфрам | W | 183,84(1) а.е.м. (г/моль) |
| 75 | Рений | Re | 186,207(1) а.е.м. (г/моль) |
| 76 | Осмий | Os | 190,23(3) а.е.м. (г/моль) |
| 77 | Иридий | Ir | 192,217(3) а.е.м. (г/моль) |
| 78 | Платина | Pt | 195,084(9) а.е.м. (г/моль) |
| 79 | Золото | Au | 196,966569(4) а.е.м. (г/моль) |
| 80 | Ртуть | Hg | 200,592(3) а.е.м. (г/моль) |
| 81 | Таллий | Tl | 204,382-204,385 а.е.м. (г/моль) |
| 82 | Свинец | Pb | 207,2(1) а.е.м. (г/моль) |
| 83 | Висмут | Bi | 208,98040(1) а.е.м. (г/моль) |
| 84 | Полоний | Po | 208,9824 а.е.м. (г/моль) |
| 85 | Астат | At | 209,9871 а.е.м. (г/моль) |
| 86 | Радон | Rn | 222,0176 а.е.м. (г/моль) |
| 87 | Франций | Fr | 223,0197 а.е.м. (г/моль) |
| 88 | Радий | Ra | 226,0254 а.е.м. (г/моль) |
| 89 | Актиний | Ac | 227,0278 а.е.м. (г/моль) |
| 90 | Торий | Th | 232,03806(2) а.е.м. (г/моль) |
3 способа Найти атомную массу
Метод, используемый для определения атомной массы, зависит от того, смотрите ли вы на отдельный атом, на природный образец или образец, содержащий известное соотношение изотопов:
1) Найдите атомную массу в Периодической таблице.
Если это ваше первое знакомство с химией, ваш инструктор попросит вас научиться использовать периодическую таблицу для определения атомной массы (атомной массы) элемента. Этот номер обычно указывается под символом элемента. Найдите десятичное число, которое представляет собой средневзвешенное значение атомных масс всех природных изотопов элемента.
Пример: если вас попросят указать Для определения атомной массы углерода сначала нужно узнать символ элемента C. Найдите C в периодической таблице. Одно число – это номер элемента углерода или атомный номер. Атомный номер увеличивается по мере того, как вы переходите через стол. Это не то значение, которое вам нужно. Атомная масса или атомный вес – это десятичное число. Количество значащих цифр варьируется в зависимости от таблицы, но значение составляет около 12,01.
Это значение на периодическая таблица дается в атомных единицах массы или а.е.м., но для химических расчетов вы обычно записываете атомную массу в граммах на моль или г/моль. Атомная масса углерода составляет 12,01 грамма на моль атомов углерода.
2) Сумма протонов и нейтронов для одного атома
Чтобы вычислить атомную массу отдельного атома элемента, сложите массу протонов и нейтронов.
Пример: найдите атомную массу изотопа углерода, который имеет 7 нейтронов. Из периодической таблицы видно, что углерод имеет атомный номер 6, что соответствует числу протонов. Атомная масса атома равна массе протонов плюс масса нейтронов, 6 + 7 или 13.
3 ) Средневзвешенное значение для всех атомов элемента
Атомная масса элемента – это средневзвешенное значение всех изотопов элемента на основе их естественных избыток. С помощью этих шагов легко вычислить атомную массу элемента.
Обычно в этих задачах вам предоставляется список изотопов с их массой. и их естественное содержание в виде десятичной дроби или процента.
- Умножьте массу каждого изотопа на его содержание. Если у вас процентное содержание, разделите ваш ответ на 100.
- Сложите эти значения вместе.
ответ – это общая атомная масса или атомный вес элемента.
Пример: вам дан образец, содержащий 98% углерода-12 и 2% углерода-13 . Какова относительная атомная масса элемента?
Сначала преобразуйте проценты в десятичные значения, разделив каждый процент на 100. Образец становится 0,98 углерода-12 и 0,02 углерода-13. (Совет: вы можете проверить свои математические расчеты, убедившись, что сумма десятичных знаков равна 1. 0,98 + 0,02 = 1,00).
Затем умножьте атомную массу каждый изотоп пропорцией элемента в образце:
0,98 x 12 = 11,76 0,02 x 13 = 0,26
Чтобы получить окончательный ответ, сложите их вместе:
11,76 + 0,26 = 12,02 г/моль
Примечание для опытных пользователей: эта атомная масса немного выше, чем значение, указанное в периодической таблице для элемента углерода. Что это вам говорит? Образец, который вам дали для анализа, содержал больше углерода-13, чем в среднем. Вы знаете это, потому что ваша относительная атомная масса выше, чем значение в таблице Менделеева, хотя номер в таблице Менделеева включает более тяжелые изотопы, такие как углерод-14
Также обратите внимание, что числа, указанные в таблице Менделеева, относятся к земной коре/атмосфере и могут иметь мало отношения к ожидаемому соотношению изотопов в мантии, ядре или других мирах
Со временем вы можете заметить, что значения атомной массы, перечисленные для каждого элемента в периодической таблице, могут немного измениться. Это происходит, когда ученые пересматривают расчетное соотношение изотопов в коре. В современных периодических таблицах иногда указывается диапазон значений, а не одна атомная масса.
Найти больше отработанных примеров
Атомная единица массы
Атомы слишком малы, чтобы можно было измерить их массы обычными методами или обычными весами. Именно по этой причине были изобретены ума, у или да (дальтоник). Эти единицы, разработанные для атомов, позволяют вам понять, насколько массивны атомы элемента по отношению друг к другу.
Но что именно представляет собой ума? Должна быть ссылка на установление массовых отношений. Для этого в качестве эталона использовался атом. 12C, который является наиболее распространенным и стабильным изотопом углерода. Имея 6 протонов (его атомный номер Z) и 6 нейтронов, его атомная масса равна 12.
Предполагается, что протоны и нейтроны имеют одинаковые массы, так что каждый дает 1 а.е.м. Тогда атомная единица массы определяется как одна двенадцатая (1/12) массы атома углерода-12; это масса протона или нейтрона.
Средняя атомная масса
Не все атомы одного и того же элемента имеют одинаковую массу. Это означает, что у них должно быть больше субатомных частиц в ядре. Поскольку это один и тот же элемент, атомный номер или количество протонов должны оставаться постоянными; следовательно, существует только изменение количества нейтронов, которыми они обладают.
Вот как это следует из определения изотопов: атомы одного и того же элемента, но с разными атомными массами. Например, бериллий почти полностью состоит из изотопа 9Быть, со следовыми количествами 10Быть. Однако этот пример не очень полезен для понимания концепции средней атомной массы; нам нужен один с большим количеством изотопов.
Определение
Относительная атомная масса определяется средней атомной массой, или средневзвешенное значение атомных масс всех атомов определенного химического элемента, обнаруженных в конкретном образце, которые затем сравниваются с атомной массой углерода-12. Это сравнение представляет собой частное двух весов, что делает значение безразмерным (без единицы измерения). Это частное также объясняет слово относительный: значение массы пробы считается относительно массы углерода-12.
Это синоним атомного веса, хотя его не следует путать с относительная изотопная масса. Относительная атомная масса также часто используется как синоним стандартный атомный вес и эти величины могут иметь перекрывающиеся значения, если используется относительная атомная масса элемента с Земли при определенных условиях. Однако относительная атомная масса (атомный вес) все еще технически отличается от стандартной атомной массы, поскольку она применяется только к атомам, полученным из одного образца; он также не ограничивается наземными образцами, тогда как стандартный атомный вес усредняет несколько образцов, но только из наземных источников. Таким образом, относительная атомная масса является более общим термином, который может в более широком смысле относиться к образцам, взятым из неземных сред или высокоспецифичных земных сред, которые могут существенно отличаться от средних значений на Земле или отражать разные степени уверенность (например, в количестве значимые фигуры ), чем отраженные в стандартных атомных весах.
Текущее определение
Преобладающие определения ИЮПАК (взятые из «Золотая книга «) находятся:
- атомный вес — См .: относительная атомная масса
и
- относительная атомная масса (атомная масса) — Отношение средней массы атома к единой атомной единице массы.
Здесь «единая атомная единица массы» означает1⁄12 массы атома 12C в основном состоянии.
Определение ИЮПАК относительной атомной массы составляет:
- Атомный вес (относительная атомная масса) элемента из указанного источника — это отношение средней массы на атом элемента к 1/12 массы атома 12С.
В определении намеренно указывается «An атомный вес … «, так как элемент будет иметь разные относительные атомные массы в зависимости от источника. Например, бор из индюк имеет меньшую относительную атомную массу, чем бор из Калифорния, из-за его разных изотопный состав. Тем не менее, учитывая стоимость и сложность изотопный анализ, вместо этого обычно заменяют табличные значения стандартные атомные веса, которые широко используются в химических лабораториях и пересматриваются каждые два года Комиссия по изотопному содержанию и атомным весам (CIAAW).
Историческое использование
Старые (до 1961 г.) исторические относительные шкалы, основанные на атомной единице массы (обозначение: a.m.u. или же аму) использовали либо кислород-16 относительная изотопная масса или же относительная атомная масса кислорода (то есть атомная масса) для справки. См. Статью по истории современного единая атомная единица массы для решения этих проблем.
Таблица атомных масс химических элементов (2 часть):
| 31 | Галлий | Ga | 69,723(1) а.е.м. (г/моль) |
| 32 | Германий | Ge | 72,630(8) а.е.м. (г/моль) |
| 33 | Мышьяк | As | 74,92160(2) а.е.м. (г/моль) |
| 34 | Селен | Se | 78,96(3) а.е.м. (г/моль) |
| 35 | Бром | Br | 79,901-79,907 а.е.м. (г/моль) |
| 36 | Криптон | Kr | 83,798(2) а.е.м. (г/моль) |
| 37 | Рубидий | Rb | 85,4678(3) а.е.м. (г/моль) |
| 38 | Стронций | Sr | 87,62(1) а.е.м. (г/моль) |
| 39 | Иттрий | Y | 88,90585(2) а.е.м. (г/моль) |
| 40 | Цирконий | Zr | 91,224(2) а.е.м. (г/моль) |
| 41 | Ниобий | Nb | 92,90638(2) а.е.м. (г/моль) |
| 42 | Молибден | Mo | 95,96(2) а.е.м. (г/моль) |
| 43 | Технеций | Tc | 97,9072 а.е.м. (г/моль) |
| 44 | Рутений | Ru | 101,07(2) а.е.м. (г/моль) |
| 45 | Родий | Rh | 102,90550(2) а.е.м. (г/моль) |
| 46 | Палладий | Pd | 106,42(1) а.е.м. (г/моль) |
| 47 | Серебро | Ag | 107,8682(2) а.е.м. (г/моль) |
| 48 | Кадмий | Cd | 112,411(8) а.е.м. (г/моль) |
| 49 | Индий | In | 114,818(1) а.е.м. (г/моль) |
| 50 | Олово | Sn | 118,710(7) а.е.м. (г/моль) |
| 51 | Сурьма | Sb | 121,760(1) а.е.м. (г/моль) |
| 52 | Теллур | Te | 127,60(3) а.е.м. (г/моль) |
| 53 | Йод | I | 126,90447(3) а.е.м. (г/моль) |
| 54 | Ксенон | Xe | 131,293(6) а.е.м. (г/моль) |
| 55 | Цезий | Cs | 132,9054519(2) а.е.м. (г/моль) |
| 56 | Барий | Ba | 137,327(7) а.е.м. (г/моль) |
| 57 | Лантан | La | 138,90547(7) а.е.м. (г/моль) |
| 58 | Церий | Ce | 140,116(1) а.е.м. (г/моль) |
| 59 | Празеодим | Pr | 140,90765(2) а.е.м. (г/моль) |
| 60 | Неодим | Nd | 144,242(3) а.е.м. (г/моль) |
Таблица атомных масс химических элементов (1 часть):
| Атомный номер |
Химический элемент |
Символ | Атомная масса |
| 1 | Водород | H | 1,00784-1,00811 а.е.м. (г/моль) |
| 2 | Гелий | He | 4,002602(2) а.е.м. (г/моль) |
| 3 | Литий | Li | 6,938-6,997 а.е.м. (г/моль) |
| 4 | Бериллий | Be | 9,012182(3) а.е.м. (г/моль) |
| 5 | Бор | B | 10,806-10,821 а.е.м. (г/моль) |
| 6 | Углерод | C | 12,0096-12,0116 а.е.м. (г/моль) |
| 7 | Азот | N | 14,00643-14,00728 а.е.м. (г/моль) |
| 8 | Кислород | O | 15,99903-15,99977 а.е.м. (г/моль) |
| 9 | Фтор | F | 18,998403163(6) а.е.м. (г/моль) |
| 10 | Неон | Ne | 20,1797(6) а.е.м. (г/моль) |
| 11 | Натрий | Na | 22,98976928(2) а.е.м. (г/моль) |
| 12 | Магний | Mg | 24,304-24,307 а.е.м. (г/моль) |
| 13 | Алюминий | Al | 26,9815386(8) а.е.м. (г/моль) |
| 14 | Кремний | Si | 28,084-28,086 а.е.м. (г/моль) |
| 15 | Фосфор | P | 30,973762(2) а.е.м. (г/моль) |
| 16 | Сера | S | 32,059-32,076 а.е.м. (г/моль) |
| 17 | Хлор | Cl | 35,446-35,457 а.е.м. (г/моль) |
| 18 | Аргон | Ar | 39,948(1) а.е.м. (г/моль) |
| 19 | Калий | K | 39,0983(1) а.е.м. (г/моль) |
| 20 | Кальций | Ca | 40,078(4) а.е.м. (г/моль) |
| 21 | Скандий | Sc | 44,955912(6) а.е.м. (г/моль) |
| 22 | Титан | Ti | 47,867(1) а.е.м. (г/моль) |
| 23 | Ванадий | V | 50,9415(1) а.е.м. (г/моль) |
| 24 | Хром | Cr | 51,9961(6) а.е.м. (г/моль) |
| 25 | Марганец | Mn | 54,938045(5) а.е.м. (г/моль) |
| 26 | Железо | Fe | 55,845(2) а.е.м. (г/моль) |
| 27 | Кобальт | Co | 58,933194(4) а.е.м. (г/моль) |
| 28 | Никель | Ni | 58,6934(4) а.е.м. (г/моль) |
| 29 | Медь | Cu | 63,546(3) а.е.м. (г/моль) |
| 30 | Цинк | Zn | 65,38(2) а.е.м. (г/моль) |
Стандартный атомный вес
В ИЮПАК комиссия CIAAW поддерживает значение интервала ожидания для относительной атомной массы (или атомного веса) на Земле, называемой стандартным атомным весом. Стандартный атомный вес требует, чтобы источники были наземными, естественными и стабильными в отношении радиоактивности. Также есть требования к исследовательскому процессу. Для 84 стабильных элементов CIAAW определил этот стандартный атомный вес. Эти значения широко публикуются и называются «атомным весом» элементов для реальных веществ, таких как фармацевтические препараты и коммерческая торговля.
Кроме того, CIAAW опубликовал сокращенные (округленные) значения и упрощенные значения (для случаев, когда земные источники систематически меняются).
Диспрозий
И, наконец, будет рассчитана средняя масса элемента с множеством природных изотопов: диспрозия. Вот эти и их соответствующие количества: 156Dy (0,06%), 158Dy (0,10%), 160Dy (2,34%), 161Dy (18,91%), 162Dy (25,51%), 163Dy (24,90%) и 164Dy (28,18%).
Действуем, как в предыдущих примерах, чтобы вычислить атомную массу этого металла:
Средняя атомная масса (Dy) = (156 а.е.м.) (0,0006%) + (158 а.е.м.) (0,0010) + (160 а.е.м.) (0,0234) + (161 а.е.м.) (0,1891) + (162 а.е.м.) (0,2551) + (163 а.е.м.) (0,2490) + (164 а.е.м.) (0,2818)
= 162,5691 а.е.м.
Сообщенная масса составляет 162 500 а.е.м
Обратите внимание, что это среднее значение составляет от 162 до 163, поскольку изотопы 156Ды, 158Дай и 160Dy немногочисленны; в то время как преобладающие 162Ды, 163Дай и 164Dy
История
При вычислениях атомных масс изначально (с начала XIX века, по предложению Дж. Дальтона; см. Атомистическая теория Дальтона) за единицу массы принимали массу атома водорода как самого лёгкого элемента и по отношению к нему вычисляли массы атомов других элементов. Но так как атомные массы большинства элементов определяются, исходя из состава их кислородных соединений, то фактически вычисления производились по отношению к атомной массе кислорода, которая принималась равной 16; отношение между атомными массами кислорода и водорода считали равным 16 : 1. Впоследствии более точные измерения показали, что это отношение равно 15,874 : 1 или, что то же самое, 16 : 1,0079, — в зависимости от того, к какому атому — кислорода или водорода — относить целочисленное значение. Изменение атомной массы кислорода повлекло бы за собой изменение атомных масс большинства элементов. Поэтому было решено оставить для кислорода атомную массу 16, приняв атомную массу водорода равной 1,0079.
Таким образом, за единицу атомной массы принималась 1⁄16 часть массы атома кислорода, получившая название кислородной единицы. В дальнейшем было установлено, что природный кислород представляет собой смесь изотопов, так что кислородная единица массы характеризует среднее значение массы атомов природных изотопов кислорода (кислорода-16, кислорода-17 и кислорода-18), которое оказалось непостоянным из-за природных вариаций изотопного состава кислорода. Для атомной физики такая единица оказалась неприемлемой, и в этой отрасли науки за единицу атомной массы была принята 1⁄16 часть массы атома кислорода 16O. В результате оформились две шкалы атомных масс — химическая и физическая. Наличие двух шкал атомных масс создавало большие неудобства. Величины многих констант, рассчитанных по физической и химической шкалам, оказывались различными. Это неприемлемое положение привело к введению углеродной шкалы атомных масс вместо кислородной.
Единая шкала относительных атомных масс и новая единица атомной массы принята Международным съездом физиков (1960) и унифицирована Международным съездом химиков (1961; спустя 100 лет после 1-го Международного съезда химиков), вместо предыдущих двух кислородных единиц атомной массы — физической и химической. Кислородная химическая единица равна 0,999957 новой углеродной единицы атомной массы. В современной шкале относительные атомные массы кислорода и водорода равны соответственно 15,9994 : 1,0079… Поскольку новая единица атомной массы привязана к конкретному изотопу, а не к среднему значению атомной массы химического элемента, природные изотопные вариации не сказываются на воспроизводимости этой единицы.
Литература
- Вес атомов // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- Атом (Размеры и масса атомов). Атомный вес // Физический энциклопедический словарь (в 5 т.) / Б. А. Введенский. — М.: Сов. энциклопедия, 1960. — Т. 1. — С. 107, 119–121. — 664 с.
- Дикерсон Р., Грей Г., Хейт Дж. Основные законы химии: В 2 томах / Пер. с англ.. — М.: Мир, 1982. — Т. 1. — С. 13—65, 114, 267—295. — 652 с.
- // Физическая энциклопедия : / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: Ааронова — Бома эффект — Длинные линии. — С. 152. — 707 с. — 100 000 экз.
- // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: А—Дарзана. — С. 216. — 623 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-008-8.
Страницы
Главная страницаОСНОВЫ ОБЩЕЙ ХИМИИ1.1 Важнейшие классы неорганических веществ2.1 Вещества. Атомы2.2 Размеры атомов2.3 Молекулы. Химические формулы2.4 Простые и сложные вещества2.5 Валентность элементов2.6 Моль. Молярная масса2.7 Закон Авогадро2.8 Закон сохранения массы веществ2.9 Вывод химических формул3.1 Строение атома. Химическая связь3.2 Строение атома3.4 Строение электронной оболочки атома3.5 Периодическая система химических элементов3.6 Зависимость свойств элементов3.7 Химическая связь и строение вещества3.8 Гибридизация орбиталей3.9 Донорно-акцепторный механизм образования3.10 Степени окисления элементов4.1 Классификация химических реакций4.2 Тепловые эффекты реакций4.3 Скорость химических реакций4.4 Необратимые и обратимые реакции4.5 Общая классификация химических реакцийНЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ5.1 Растворы. Электролитическая диссоциация5.2 Количественная характеристика состава растворов5.3 Электролитическая диссоциация5.4 Диссоциация кислот, оснований и солей5.5 Диссоциация воды5.6 Реакции обмена в водных растворах электролитов5.7 Гидролиз солей6.1 Важнейшие классы неорганических веществ6.2 Кислоты, их свойства и получение6.3 Амфотерные гидроксиды6.4 Соли, их свойства и получение6.5 Генетическая связь между важнейшими классами6.6 Понятие о двойных солях7.1 Металлы и их соединения7.2 Электролиз7.3 Общая характеристика металлов7.4 Металлы главных подгрупп I и II групп7.5 Алюминий7.6 Железо7.7 Хром7.8 Важнейшие соединения марганца и меди8.1 Неметаллы и их неорганические соединения8.2 Водород, его получение8.3 Галогены. Хлор8.4 Халькогены. Кислород8.5 Сера и ее важнейшие соединения8.6 Азот. Аммиак. Соли аммония8.7 Оксиды азота. Азотная кислота8.8 Фосфор и его соединения8.9 Углерод и его важнейшие соединения8.10 Кремний и его важнейшие соединенияОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ9.1 Основные положения органической химии. Углеводороды9.2 Электронные эффекты заместителей в органических соединениях9.3 Предельные углеводороды (алканы)9.3.1 Насыщенные УВ. Метан9.4 Понятие о циклоалканах9.5 Непредельные углеводороды9.6 Диеновые углеводороды (алкадиены)9.7 Алкины9.8 Ароматические углеводороды9.9 Природные источники углеводородов10.1 Кислородсодержащие органические соединения10.2 Фенолы10.3 Альдегиды10.4 Карбоновые кислоты10.5 Сложные эфиры. Жиры10.6 Понятие о поверхностно-активных веществах10.7 Углеводы11.1 Амины. Аминокислоты11.2 Белки11.3 Понятие о гетероциклических соединениях11.4 Нуклеиновые кислоты12.1 Высокомолекулярные соединения12.2 Синтетические волокна▼
Как определить массу молекулы?
Хотя идеи о том, что все вещества состоят из мельчайших частиц, то есть атомов, высказывались ещё Демокритом в Античности, доказать подобные гипотезы было невозможно. Однако в начале XIX в. произошел научный прорыв. Джон Дальтон открыл сразу три важных закона:
- закон кратных отношений;
- закон парциальных давлений;
- закон растворимости газов в жидкостях.
Объяснить открытые закономерности можно было только с помощью гипотезы об атомной строении вещества. Эти же законы позволяли Дальтону сравнивать массы атомов и молекул между собой. Ученый принял массу атома водорода за единицу (так как он оказался самым легким атомом), и через нее (то есть через водородную единицу) в 1803 г. выразил массы многих других атомов и молекул. Впрочем, оказалось, что значительная часть вычислений была проведена с ошибками.
На тот момент для определения масс атомов чаще всего использовались реакции образования оксидов, то есть кислородных соединений. По этой причине в ходе опытов фактически в качестве единицы измерения использовалась масса не атома водорода, а атома кислорода. Изначально грубые расчеты показывали, что кислородный атом в 16 раз тяжелее водородного атома, то есть его масса, по системе Дальтона, составляла 16 единиц. Однако потом выяснилось, что всё же атом кислорода тяжелее только в 15,874 раза. Эти данные потребовали пересчета всех атомных масс. Но химики поступили проще – они договорились, что теперь масса кислородного атома принимается в точности равной 16 атомным единицам. Так возникла новая, кислородная единицы атомного веса. В результате пересчитывать пришлось лишь массу водорода – она теперь составляла не единицу, а 16:15,874≈ 1,0079 атомных единиц.
Уже в начале XX в. выяснилось, что в природе могут существовать изотопы – разные по массе атомы одного и того же элемента. В частности, в природе встречается три различных стабильных изотопов кислорода (и ещё 10 – нестабильных). Встал вопрос – масса какого из этих изотопов будет приниматься за единицу? Физики стали использовать массу изотопа кислород-16, а химики – среднюю массу всех изотопов (с учетом их распространенности в природном кислороде). Возникли разночтения, которые были решены лишь в 1960-1961 г. Тогда была принята договоренность, что масса изотопа углерода-12 принимается равной 12 атомным единицам массы (а. е. м.). Таким образом появилась углеродная единица.
Основное отличие — относительная атомная масса против атомной массы
Атомы являются основными единицами материи. Научные открытия показали, что атом можно далее разделить на субатомные частицы: электроны, протоны и нейтроны. Также было обнаружено, что атом имеет сложную структуру с центральным ядром, названным ядром и электронами, движущимися вокруг этого ядра. Ядро содержит протоны и нейтроны. Относительная атомная масса и атомная масса являются двумя химическими терминами, которые используются для выражения массы атома. Основное различие между относительной атомной массой и атомной массой состоит в том, что Относительная атомная масса — это отношение средней массы атомов элемента к одной двенадцатой от массы углерода-12, тогда как атомная масса — это общая масса нуклонов, присутствующих в ядре атома.
Ключевые области покрыты
1. Что такое относительная атомная масса — Определение, Расчет, Пример 2. Что такое атомная масса — Определение, Расчет, Пример3. В чем разница между относительной атомной массой и атомной массой — Сравнение основных различий
Ключевые слова: атом, атомная масса, электроны, нейтроны, ядро, протоны, относительная атомная масса
Относительная атомная масса
Относительная атомная масса численно идентична средней атомной массе для данного элемента; Однако, в отличие от второго, первому недостает единства. Следовательно, он безразмерен. Например, средняя атомная масса бериллия 9,012182 ед. в то время как его относительная атомная масса просто 9,012182.
Вот почему эти понятия иногда неверно интерпретируются как синонимы, поскольку они очень похожи, а различия между ними неуловимы. Но к чему эти массы относительно? Относительно одной двенадцатой массы 12С.
Таким образом, элемент с относительной атомной массой 77 означает, что он имеет массу в 77 раз больше, чем 1/12 12С.
Те, кто смотрел на элементы в периодической таблице, увидят, что их массы относительно выражены. У них нет единиц а.е.м., и они интерпретируются так: атомная масса железа составляет 55 846, что означает, что оно в 55 846 раз больше массы, чем масса 1/12 части тела. 12C, который также может быть выражен как 55,846 а.е.м. или 55,846 г / моль.
Как рассчитать атомную массу
Математически был приведен пример того, как рассчитать это на примере элемента J. В общих чертах, должна применяться формула средневзвешенного значения, которая будет:
P = Σ (атомная масса изотопа) (содержание в десятичных дробях)
То есть, имея атомные массы (нейтроны + протоны) каждого изотопа (обычно естественного) для данного элемента, а также их соответствующие земные содержания (или любой другой рассматриваемый регион), можно рассчитать указанное средневзвешенное значение.
И почему не только среднее арифметическое? Например, средняя атомная масса J составляет 87,2 а.е.м. Если мы снова вычислим эту массу, но арифметически, мы получим:
Средняя масса (Дж) = (88 а.е.м. + 86 а.е.м. + 90 а.е.м.) / 3
= 88 а.е.м.
Обратите внимание, что между 88 и 87 есть важное различие. Это потому, что среднее арифметическое предполагает, что содержание всех изотопов одинаково; Поскольку существует три изотопа J, каждый должен иметь содержание 100/3 (33,33%). Но на самом деле это не так: изотопов гораздо больше, чем других
Но на самом деле это не так: изотопов гораздо больше, чем других.
Вот почему рассчитывается средневзвешенное значение, поскольку оно учитывает, насколько распространен один изотоп по отношению к другому.
