Ortalama Atom Kütlesi Nasıl Bulunur: 8 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: Jason Gerald | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-19 22:14

Ortalama atom kütlesi, tek bir atomun doğrudan bir ölçüsü değildir. Bu kütle, belirli bir elementin genel bir örneğinin atom başına ortalama kütlesidir. Bir atomun tek bir milyarda birinin kütlesini hesaplayabilseydiniz, bu değeri diğer ortalamalarla aynı şekilde hesaplayabilirsiniz. Neyse ki, farklı izotopların nadirliklerinden elde edilen bilinen verilere dayanan atom kütlesini hesaplamanın daha kolay bir yolu var.

Adım

Bölüm 1/2: Ortalama Atom Kütlesinin Hesaplanması

Adım 1. İzotopları ve atomik kütleleri anlayın

Çoğu element, izotop adı verilen çeşitli formlarda doğal olarak bulunur. Her izotopun kütle numarası, çekirdeğindeki proton ve nötron sayısıdır. Her proton ve nötron, 1 atomik kütle birimi (amu) ağırlığındadır. Bir elementin iki izotopu arasındaki tek fark, atom kütlesini etkileyen atom başına nötron sayısıdır. Ancak elementlerin proton sayıları her zaman aynıdır.

• Bir elementin ortalama atom kütlesi, nötron sayısındaki değişikliklerden etkilenir ve bir elementin genel bir örneğindeki atom başına ortalama kütleyi temsil eder.
• Örneğin, elementel gümüş (Ag), doğal olarak oluşan 2 izotopa sahiptir, yani Ag-107 ve Ag-109 (veya). ¹⁰⁷Ag ve ¹⁰⁹Ag). İzotoplar, "kütle numaralarına" veya bir atomdaki proton ve nötron sayısına göre adlandırılır. Bu, Ag-109'un Ag-107'den 2 daha fazla nötrona sahip olduğu ve dolayısıyla kütlesinin biraz daha büyük olduğu anlamına gelir.

Adım 2. Her izotopun kütlesini not edin

Her izotop için 2 tür veriye ihtiyacınız var. Bu verileri ders kitaplarında veya webelements.com gibi internet kaynaklarında bulabilirsiniz. İlk veri atomik kütle veya her izotopun bir atomunun kütlesidir. Daha fazla nötrona sahip olan izotoplar daha büyük bir kütleye sahiptir.

• Örneğin, gümüş izotop Ag-107'nin atom kütlesi 106, 90509 lise (Atomik kütle birimi). Bu arada, izotop Ag-109 biraz daha büyük bir kütleye sahiptir, yani 108, 90470.
• Son iki ondalık basamak kaynaklar arasında biraz farklılık gösterebilir. Atom kütlesinden sonra parantez içine herhangi bir sayı eklemeyin.

Adım 3. Her izotopun bolluğunu yazın

Bu bolluk, bir izotopun, bir elementi oluşturan tüm atomların yüzdesi cinsinden ne kadar yaygın olduğunu gösterir. Her izotop, elementin bolluğu ile orantılıdır (bir izotopun bolluğu arttıkça, ortalama atom kütlesi üzerindeki etkisi de artar). Bu verileri atom kütlesi ile aynı kaynaklarda bulabilirsiniz. Tüm izotopların bolluğu %100 olmalıdır (yine de yuvarlama hatalarından dolayı küçük bir hata olabilir).

• Ag-107 izotopunun bolluğu %51.86 iken Ag-109 bolluğu %48.14 ile biraz daha az yaygındır. Bu, genel gümüş numunesinin %51.86 Ag-107 ve %48.14 Ag-109'dan oluştuğu anlamına gelir.
• Bolluğu listelenmemiş izotopları yoksayın. Bunun gibi izotoplar Dünya'da doğal olarak oluşmaz.

Adım 4. Bolluk yüzdesini ondalık sayıya dönüştürün

Ondalık sayılarda aynı değeri elde etmek için bolluk yüzdesini 100'e bölün.

Aynı problemde bolluk sayısı 51.86/100 = 0, 5186 ve 48, 14/100 = 0, 4814.

Adım 5. Kararlı izotopun ağırlıklı ortalama atom kütlesini bulun

İzotop sayısı n olan bir elementin ortalama atom kütlesi şuna eşittir: (kitle_{izotop 1} * bolluk_{izotop 1}) + (kütle_{izotop 2} * bolluk_{izotop 2}) + … + (kütle_{n izotop} * bolluk_{n izotop} . Bu, bir "ağırlıklı ortalama" örneğidir, yani bulunan kütle ne kadar fazlaysa (bolluk ne kadar büyükse) sonuç üzerindeki etki o kadar büyük olur. Yukarıdaki formülü gümüş üzerinde nasıl kullanacağınız aşağıda açıklanmıştır:

• Ortalama atom kütlesi_Ag = (kütle_Ağu-107 * bolluk_Ağu-107) + (kütle_Ag-109 * bolluk_Ag-109)

  =(106, 90509 * 0, 5186) + (108, 90470 * 0, 4814)

  = 55, 4410 + 52, 4267

  = 107, 8677 lise.

• Cevabınızı kontrol etmek için periyodik tablodaki elementlere bakın. Ortalama atom kütlesi genellikle element sembolünün altında listelenir.

Bölüm 2/2: Hesaplama Sonuçlarını Kullanma

Adım 1. Kütleyi atom numarasına dönüştürün

Ortalama atom kütlesi, bir elementin genel bir örneğindeki kütle ile atom numarası arasındaki ilişkiyi gösterir. Bu kimya laboratuvarlarında yararlıdır çünkü atom numarasını doğrudan hesaplamak neredeyse imkansızdır, ancak kütlesini hesaplamak oldukça kolaydır. Örneğin, bir gümüş numunesini tartabilir ve kütlesinin her 107.8677 amu'sunun 1 atom gümüş içerdiğini tahmin edebilirsiniz.

Adım 2. Molar kütleye dönüştürün

Atomik kütle birimi çok küçüktür. Bu nedenle kimyagerler genellikle numuneleri gram olarak tartarlar. Neyse ki, bu kavram dönüşümü kolaylaştırmak için tanımlandı. Cevabı g/mol olarak elde etmek için ortalama atom kütlesini 1 g/mol (molar kütle sabiti) ile çarpmanız yeterlidir. Örneğin, 107.8677 gram gümüş, ortalama 1 mol gümüş atomu içerir.

Adım 3. Ortalama moleküler kütleyi bulun

Bir molekül bir atom topluluğu olduğundan, moleküler kütleyi hesaplamak için atomların kütlelerini toplayabilirsiniz. Ortalama atom kütlesini kullanırsanız (belirli bir izotopun kütlesini değil), sonuç, numunede doğal olarak bulunan ortalama molekül kütlesidir. Örnek:

• Su molekülünün kimyasal formülü H'dir.₂O. Yani 2 hidrojen atomu (H) ve 1 oksijen atomundan (O) oluşur.
• Hidrojenin ortalama atom kütlesi 1.00794 amu'dur. Bu arada, oksijen atomlarının ortalama kütlesi 15,9994 amu'dur.
• Moleküler kütle H₂Ortalama O, (1.00794)(2) + 15.9994 = 18.01528 amu'ya eşittir, 18.01528 g/mol'e eşittir.

İpuçları

• Göreceli atom kütlesi terimi bazen ortalama atom kütlesi ile eşanlamlı olarak kullanılır. Bununla birlikte, ikisi arasında küçük bir fark vardır, çünkü bağıl atom kütlesinin birimi yoktur, ancak bir C-12 karbon atomuna göre kütleyi temsil eder. Ortalama kütle hesaplamanızda atomik kütle birimlerini kullanmanız şartıyla, bu iki değer esasen aynıdır.
• Birkaç özel istisna dışında, periyodik tablonun sağındaki elementler, soldaki elementlerden daha büyük bir ortalama kütleye sahiptir. Bu, cevabınızın anlamlı olup olmadığını kontrol etmenin kolay bir yolu olabilir.
• 1 atomik kütle birimi, bir C-12 karbon atomunun kütlesinin 1/12'si olarak tanımlanır.
• İzotopların bolluğu, Dünya'da doğal olarak oluşan örneklere göre hesaplanır. Meteoritler veya laboratuvar numuneleri gibi olağandışı bileşikler, farklı izotop oranlarına ve bunun sonucunda farklı ortalama atom kütlelerine sahip olabilir.
• Atom kütlesinden sonraki parantez içindeki sayı, son basamağın belirsizliğini temsil eder. Örneğin, 1,0173 (4) atom kütlesi, genel bir atom örneğinin kütlesinin 1,0173 ± 0,0004 aralığında olduğu anlamına gelir. Problemde istenmedikçe bu sayıyı kullanmanıza gerek yoktur.
• Elementleri ve bileşikleri içeren kütleleri hesaplarken ortalama atom kütlesini kullanın.