جرم اتمی یک ماده. جرم اتمی نسبی عناصر شیمیایی

جرم اتم ها و مولکول ها بسیار کوچک است، بنابراین راحت است که جرم یکی از اتم ها را به عنوان واحد اندازه گیری انتخاب کنیم و جرم اتم های باقی مانده را نسبت به آن بیان کنیم. این دقیقاً همان کاری است که بنیانگذار تئوری اتمی، دالتون، انجام داد و جدولی از جرم های اتمی تهیه کرد و جرم اتم هیدروژن را به عنوان یک در نظر گرفت.

تا سال 1961، در فیزیک، 1/16 از جرم اتم اکسیژن 16 O به عنوان واحد جرم اتمی (amu) و در شیمی - 1/16 از جرم اتمی متوسط ​​اکسیژن طبیعی، که مخلوطی از سه ایزوتوپ واحد جرم شیمیایی 0.03 درصد بزرگتر از واحد فیزیکی بود.

در حال حاضر برای فیزیک و شیمی پذیرفته شده است یک سیستماندازه گیری ها واحد استاندارد جرم اتمی 1/12 جرم اتم کربن 12 C است.

1 آمو = 1/12 متر (12 درجه سانتیگراد) = 1.66057×10 -27 کیلوگرم = 1.66057×10 -24 گرم.

تعریف

جرم اتمی نسبی یک عنصر (A r)کمیت بی بعد برابر با نسبت میانگین جرم یک اتم یک عنصر به 1/12 جرم یک اتم 12 درجه سانتیگراد است.

هنگام محاسبه جرم اتمی نسبی، فراوانی ایزوتوپ های عناصر در پوسته زمین در نظر گرفته می شود. به عنوان مثال، کلر دارای دو ایزوتوپ 35 Cl (75.5٪) و 37 Cl (24.5٪) است. جرم اتمی نسبی کلر:

A r (Cl) = (0.755×m(35Cl) + 0.245×m(37Cl)) / (1/12×m(12C) = 35.5.

از تعریف جرم اتمی نسبی چنین بر می آید که میانگین جرم مطلق یک اتم برابر است با جرم اتمی نسبی ضرب در amu:

m(Cl) = 35.5 × 1.66057 × 10 -24 = 5.89 × 10 -23 گرم.

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1

ورزش در کدام یک از مواد زیر کسر جرمی عنصر اکسیژن بیشتر است: الف) در اکسید روی (ZnO). ب) در اکسید منیزیم (MgO)؟
راه حل

بیایید وزن مولکولی اکسید روی را پیدا کنیم:

Mr (ZnO) = Ar(Zn) + Ar(O);

Mr (ZnO) = 65+ 16 = 81.

معلوم است که M = Mr، یعنی M(ZnO) = 81 g/mol. سپس کسر جرمی اکسیژن در اکسید روی برابر با:

ω (O) = Ar (O) / M (ZnO) × 100%;

ω(O) = 16 / 81 × 100٪ = 19.75%.

بیایید وزن مولکولی اکسید منیزیم را پیدا کنیم:

Mr (MgO) = Ar(Mg) + Ar(O);

Mr (MgO) = 24+ 16 = 40.

معلوم است که M = Mr، یعنی M(MgO) = 60 g/mol. سپس کسر جرمی اکسیژن در اکسید منیزیم برابر با:

ω (O) = Ar (O) / M (MgO) × 100%;

ω(O) = 16 / 40 × 100٪ = 40%.

بنابراین، کسر جرمی اکسیژن در اکسید منیزیم بیشتر است، زیرا 40> 19.75 است.

پاسخ کسر جرمی اکسیژن در اکسید منیزیم بیشتر است.

مثال 2

ورزش در کدام یک از ترکیبات زیر کسر جرمی فلز بیشتر است: الف) در اکسید آلومینیوم (Al 2 O 3). ب) در اکسید آهن (Fe 2 O 3)؟
راه حل کسر جرمی عنصر X در یک مولکول از ترکیب NX با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود:

ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

بیایید کسر جرمی هر عنصر اکسیژن را در هر یک از ترکیبات پیشنهادی محاسبه کنیم (مقادیر جرم های اتمی نسبی گرفته شده از جدول تناوبی مندلیف را به اعداد کامل گرد می کنیم).

بیایید وزن مولکولی اکسید آلومینیوم را پیدا کنیم:

آقای (Al 2 O 3) = 2×Ar(Al) + 3×Ar(O);

آقای (Al 2 O 3) = 2×27 + 3×16 = 54 + 48 = 102.

معلوم است که M = Mr، یعنی M(Al 2 O 3) = 102 g/mol. سپس کسر جرمی آلومینیوم در اکسید برابر با:

ω (Al) = 2×Ar(Al) / M (Al 2 O 3) × 100%;

ω(Al) = 2×27 / 102 × 100٪ = 54 / 102 × 100٪ = 52.94٪.

بیایید وزن مولکولی اکسید آهن (III) را پیدا کنیم:

Mr (Fe 2 O 3) = 2×Ar(Fe) + 3×Ar(O);

Mr (Fe 2 O 3) = 2×56+ 3×16 = 112 + 48 = 160.

معلوم است که M = Mr، یعنی M(Fe 2 O 3) = 160 g/mol. سپس کسر جرمی آهن در اکسید برابر با:

ω (O) = 3×Ar (O) / M (Fe 2 O 3) × 100%؛

ω(O) = 3×16 / 160×100٪ = 48 / 160×100٪ = 30%.

بنابراین، کسر جرمی فلز در اکسید آلومینیوم بیشتر است، زیرا 52.94 > 30.

پاسخ کسر جرمی فلز در اکسید آلومینیوم بیشتر است.

برای اندازه گیری جرم یک اتم از جرم اتمی نسبی استفاده می شود که با واحد جرم اتمی (amu) بیان می شود. وزن مولکولی نسبی از جرم اتمی نسبی مواد تشکیل شده است.

مفاهیم

برای اینکه بفهمید جرم اتمی نسبی در شیمی چیست، باید بدانید که جرم مطلق یک اتم آنقدر کوچک است که نمی‌توان آن را بر حسب گرم بیان کرد، خیلی کمتر در کیلوگرم. بنابراین در شیمی مدرن 1/12 جرم کربن به عنوان واحد جرم اتمی (amu) در نظر گرفته می شود. جرم اتمی نسبی برابر است با نسبت جرم مطلق به 1/12 جرم مطلق کربن. به عبارت دیگر، جرم نسبی منعکس کننده چند برابر جرم یک اتم یک ماده خاص از 1/12 جرم یک اتم کربن است. به عنوان مثال، جرم نسبی نیتروژن 14 است، یعنی. اتم نیتروژن حاوی 14 a است. e.m یا 14 برابر بیشتر از 1/12 اتم کربن.

برنج. 1. اتم ها و مولکول ها.

در بین همه عناصر، هیدروژن سبک ترین است، جرم آن 1 واحد است. سنگین ترین اتم ها دارای جرم 300 a هستند. خوردن

جرم مولکولی مقداری است که نشان می دهد چند برابر جرم یک مولکول از 1/12 جرم کربن بیشتر است. همچنین در الف بیان شده است. e.m. جرم یک مولکول از جرم اتم ها تشکیل شده است، بنابراین برای محاسبه جرم مولکولی نسبی باید جرم اتم های ماده را جمع کرد. به عنوان مثال، وزن مولکولی نسبی آب 18 است. این مقدار مجموع جرم اتمی نسبی دو اتم هیدروژن (2) و یک اتم اکسیژن (16) است.

برنج. 2. کربن در جدول تناوبی.

همانطور که می بینید، این دو مفهوم چندین ویژگی مشترک دارند:

  • جرم اتمی و مولکولی نسبی یک ماده، کمیت های بی بعد هستند.
  • جرم اتمی نسبی Ar، جرم مولکولی - Mr.
  • واحد اندازه گیری در هر دو مورد یکسان است - الف. خوردن

جرم مولی و مولکولی از نظر عددی یکسان است، اما در ابعاد متفاوت است. جرم مولی نسبت جرم یک ماده به تعداد مول ها است. جرم یک مول را منعکس می کند که برابر با عدد آووگادرو است، یعنی. 6.02 ⋅ 10 23. به عنوان مثال، 1 مول آب 18 گرم در مول وزن دارد و Mr (H 2 O) = 18 a. e.m. (18 برابر سنگین تر از یک واحد جرم اتمی).

نحوه محاسبه

برای بیان جرم اتمی نسبی به صورت ریاضی، باید تعیین کرد که 1/2 قسمت کربن یا یک واحد جرم اتمی برابر با 1.66⋅10-24 گرم است، بنابراین فرمول جرم اتمی نسبی به شرح زیر است:

A r (X) = m a (X) / 1.66⋅10-24،

که در آن m a جرم اتمی مطلق ماده است.

جرم اتمی نسبی عناصر شیمیاییدر جدول تناوبی مندلیف نشان داده شده است، بنابراین هنگام حل مسائل نیازی به محاسبه مستقل نیست. جرم های اتمی نسبی معمولاً به اعداد کامل گرد می شوند. استثنا کلر است. جرم اتم های آن 35.5 است.

لازم به ذکر است که هنگام محاسبه جرم اتمی نسبی عناصری که ایزوتوپ دارند، مقدار متوسط ​​آنها در نظر گرفته می شود. جرم اتمی در این حالت به صورت زیر محاسبه می شود:

A r = ΣA r,i n i

که در آن A r,i جرم اتمی نسبی ایزوتوپ ها است، n i محتوای ایزوتوپ ها در مخلوط های طبیعی است.

به عنوان مثال، اکسیژن سه ایزوتوپ دارد - 16 O، 17 O، 18 O. جرم نسبی آنها 15.995، 16.999، 17.999، و محتوای آنها در مخلوط های طبیعی 99.759٪، 0.037٪، 0.204٪ است. با تقسیم درصدها بر 100 و جایگزینی مقادیر، به دست می آید:

A r = 15.995 ∙ 0.99759 + 16.999 ∙ 0.00037 + 17.999 ∙ 0.00204 = 15.999 amu

با مراجعه به جدول تناوبی، یافتن این مقدار در سلول اکسیژن آسان است.

برنج. 3. جدول تناوبی.

جرم مولکولی نسبی مجموع جرم اتم های یک ماده است:

هنگام تعیین مقدار وزن مولکولی نسبی، شاخص های نماد در نظر گرفته می شود. برای مثال، محاسبه جرم H 2 CO 3 به شرح زیر است:

M r = 1 ∙ 2 + 12 + 16 ∙ 3 = 62 a. خوردن

با دانستن وزن مولکولی نسبی، می توانید چگالی نسبی یک گاز را از گاز دوم محاسبه کنید، یعنی. تعیین کنید که یک ماده گازی چند بار سنگین تر از ماده دوم است. برای انجام این کار، از معادله D (y) x = M r (x) / M r (y) استفاده کنید.

ما چه آموخته ایم؟

از درس کلاس هشتم در مورد جرم اتمی و مولکولی نسبی یاد گرفتیم. واحد جرم اتمی نسبی 1/12 جرم کربن برابر با 1.66⋅10-24 گرم در نظر گرفته می شود.برای محاسبه جرم باید جرم اتمی مطلق ماده را بر واحد جرم اتمی تقسیم کرد. (آمو). مقدار جرم اتمی نسبی در جدول تناوبی مندلیف در هر سلول عنصر نشان داده شده است. جرم مولکولی یک ماده مجموع جرم اتمی نسبی عناصر است.

در مورد موضوع تست کنید

ارزیابی گزارش

میانگین امتیاز: 4.6. مجموع امتیازهای دریافتی: 219.

یکی از ویژگی های اصلی هر عنصر شیمیایی جرم اتمی نسبی آن است.

(یک واحد جرم اتمی 1/12 جرم اتم کربن است که جرم آن 12 آمو در نظر گرفته می شود و1,66 10 24 جی.

با مقایسه جرم اتم های عناصر در آمو، مقادیر عددی جرم اتمی نسبی (Ar) به دست می آید.

جرم اتمی نسبی یک عنصر نشان می دهد که چند برابر جرم اتم آن بیشتر از 1/12 جرم اتم کربن است.

به عنوان مثال، برای اکسیژن Ar (O) = 15.9994، و برای هیدروژن Ar (H) = 1.0079.

برای مولکول های مواد ساده و پیچیده، تعیین کنید وزن مولکولی نسبی،که از نظر عددی برابر است با مجموع جرم اتمی تمام اتم های تشکیل دهنده مولکول. به عنوان مثال، وزن مولکولی آب H2O است

Mg (H2O) = 2 1.0079 + 1 15.9994 = 18.0153.

قانون آووگادرو

در شیمی به همراه واحدهای جرم و حجم از یک واحد کمیت یک ماده به نام مول استفاده می شود.

!MOL (v) - واحد اندازه گیری مقدار یک ماده حاوی تعداد واحدهای ساختاری (مولکول، اتم، یون) به تعداد اتم های موجود در 0.012 کیلوگرم (12 گرم) ایزوتوپ کربن "C".

این بدان معنی است که 1 مول از هر ماده دارای تعداد واحدهای ساختاری یکسانی است که برابر با 6,02 10 23 . این مقدار نامیده می شود ثابت آووگادرو(تعیین نآ, ابعاد 1/mol).

دانشمند ایتالیایی آمادئو آووگادرو در سال 1811 فرضیه ای را مطرح کرد که بعداً توسط داده های تجربی تأیید شد و متعاقباً نام گرفت. قانون آووگادرواو توجه خود را به این واقعیت جلب کرد که همه گازها به یک اندازه فشرده می شوند (قانون بویل-ماریوت) و دارای ضرایب انبساط حرارتی یکسان هستند (قانون گی-لوساک). وی در این زمینه پیشنهاد کرد:

حجم مساوی از گازهای مختلف در شرایط یکسان حاوی تعداد یکسانی مولکول است.

تحت همین شرایط (معمولاً در مورد آن صحبت می کنیم شرایط عادی: فشار مطلق 1013 میلی بار و دما 0 درجه سانتیگراد است) فاصله بین مولکولهای همه گازها یکسان است و حجم مولکولها ناچیز است. با توجه به تمام موارد فوق، می توان فرض زیر را بیان کرد:

!اگر حجمهای مساوی از گازها در شرایط یکسان حاویتعداد مولکول های یکسان است، پس جرم های حاوی همان تعداد مولکول باید حجم های یکسانی داشته باشند.

به عبارت دیگر،

در شرایط یکسان، 1 مول از هر گاز همان حجم را اشغال می کند. در شرایط عادی، 1 مول از هر گاز حجمی را اشغال می کند v، برابر با 22.4 لیتر. این جلد نام داردحجم مولی گاز (بعد l/mol یا m³ /mol).

مقدار دقیق حجم مولی گاز در شرایط عادی (فشار 1013 میلی بار و دمای 0 درجه سانتیگراد) است. 0006/0 ± 22.4135 لیتر در مول. تحت شرایط استاندارد (تی= + 15 درجه C، فشار = 1013 mbar) 1 مول گاز حجم 23.6451 لیتر را اشغال می کند و درتی=+20 درجه سانتیگراد و فشار 1013 میلی بار، 1 مول حجمی در حدود 24.2 لیتر را اشغال می کند.

از نظر عددی، جرم مولی با جرم اتم ها و مولکول ها (در amu) و با جرم های اتمی و مولکولی نسبی منطبق است.

در نتیجه، 1 مول از هر ماده دارای جرمی بر حسب گرم است که از نظر عددی برابر با جرم مولکولی این ماده است که در واحد جرم اتمی بیان می شود.

به عنوان مثال، M(O2) = 16 a. e.m. 2 = 32 a. بنابراین، 1 مول اکسیژن با 32 گرم مطابقت دارد. از آنجایی که هنگام انتقال گازهای مایع بر روی حامل های گاز، موضوع اصلی مشکلات عملی مواد مولکولی (مایعات، بخارات، گازها) هستند، مقادیر اصلی مورد نظر جرم مولی خواهد بود. م(g/mol)، مقدار ماده vدر خال و جرم تیمواد در گرم یا کیلوگرم.

با دانستن فرمول شیمیایی یک گاز خاص، می توانید برخی از مشکلات عملی را که هنگام انتقال گازهای مایع به وجود می آیند، حل کنید.

مثال 1. یک مخزن عرشه حاوی 22 تن اتیلن مایع است (با2 ن4 ). تعیین اینکه آیا محموله کافی در کشتی وجود دارد تا از طریق سه مخزن بار با حجم هر کدام 5000 متر مکعب عبور کند، اگر پس از دمیدن دمای مخازن 0 درجه سانتیگراد و فشار 1013 میلی بار باشد.

1. وزن مولکولی اتیلن را تعیین کنید:

M = 2 12.011 + 4 1.0079 = 28.054 گرم در مول.

2. محاسبه چگالی بخار اتیلن در شرایط عادی:

ρ = M/V = 28.054: 22.4 = 1.232 گرم در لیتر.

3. حجم بخار محموله را در شرایط عادی بیابید:

22∙10 6: 1.252= 27544 m3.

حجم کل مخازن بار 15000 متر مکعب است. در نتیجه، محموله کافی در کشتی وجود دارد تا تمام مخازن بار را با بخار اتیلن پاکسازی کند.

مثال 2. تعیین مقدار پروپان ضروری است (با3 ن8 ) اگر دمای مخازن 15+ درجه سانتیگراد باشد و فشار بخار پروپان در مخزن پس از پایان تصفیه از 1013 میلی بار تجاوز نکند، برای پاکسازی مخازن بار با ظرفیت کل 8000 متر مکعب مورد نیاز خواهد بود.

1. جرم مولی پروپان را تعیین کنید با3 ن8

م = 3 12,011 + 8 1,0079 = 44.1 گرم در مول.

2. بیایید چگالی بخار پروپان را پس از تمیز کردن مخازن تعیین کنیم:

ρ = M: v = 44.1: 23.641 = 1.865 کیلوگرم بر متر 3.

3. با دانستن چگالی و حجم بخار، مقدار کل پروپان مورد نیاز برای تصفیه مخزن را تعیین می کنیم:

m = ρ v = 1.865 8000 = 14920 کیلوگرم ≈ 15 تن.

جرم اتم ها و مولکول ها بسیار کوچک است، بنابراین راحت است که جرم یکی از اتم ها را به عنوان واحد اندازه گیری انتخاب کنیم و جرم اتم های باقی مانده را نسبت به آن بیان کنیم. این دقیقاً همان کاری است که بنیانگذار تئوری اتمی، دالتون، انجام داد و جدولی از جرم های اتمی تهیه کرد و جرم اتم هیدروژن را به عنوان یک در نظر گرفت.

تا سال 1961، در فیزیک، 1/16 از جرم اتم اکسیژن 16O به عنوان یک واحد جرم اتمی (amu) و در شیمی - 1/16 از جرم اتمی متوسط ​​اکسیژن طبیعی، که مخلوطی از سه است، گرفته می شد. ایزوتوپ ها واحد جرم شیمیایی 0.03 درصد بزرگتر از واحد فیزیکی بود.

در حال حاضر، یک سیستم اندازه گیری یکپارچه در فیزیک و شیمی اتخاذ شده است. 1/12 از جرم اتم کربن 12C به عنوان واحد استاندارد جرم اتمی انتخاب شد.

1 آمو = 1/12 متر (12С) = 1.66057×10-27 کیلوگرم = 1.66057×10-24 گرم.

هنگام محاسبه جرم اتمی نسبی، فراوانی ایزوتوپ های عناصر در پوسته زمین در نظر گرفته می شود. به عنوان مثال، کلر دارای دو ایزوتوپ 35Сl (75.5%) و 37Сl (24.5%) است. جرم اتمی نسبی کلر عبارت است از:

Ar(Cl) = (0.755×m(35Сl) + 0.245×m(37Сl)) / (1/12×m(12С) = 35.5.

از تعریف جرم اتمی نسبی چنین بر می آید که میانگین جرم مطلق یک اتم برابر است با جرم اتمی نسبی ضرب در amu:

m(Cl) = 35.5 × 1.66057 × 10-24 = 5.89 × 10-23 گرم.

نمونه هایی از حل مسئله

جرم اتمی و مولکولی نسبی

این ماشین حساب برای محاسبه جرم اتمی عناصر طراحی شده است.

جرم اتمی(همچنین به نام جرم اتمی نسبی) مقدار جرم یک اتم یک ماده است. جرم اتمی نسبی با واحد جرم اتمی بیان می شود. جرم اتمی نسبی متمایز(درست است، واقعی) وزناتم در عین حال، جرم واقعی یک اتم بسیار کوچک است و بنابراین برای استفاده عملی مناسب نیست.

جرم اتمی یک ماده بر مقدار آن تأثیر می گذارد پروتون هاو نوترون هادر هسته یک اتم

جرم الکترون نادیده گرفته می شود زیرا بسیار کوچک است.

برای تعیین جرم اتمی یک ماده، باید اطلاعات زیر را وارد کنید:

  • تعداد پروتون ها- چند پروتون در هسته ماده وجود دارد.
  • تعداد نوترون ها- چند نوترون در هسته یک ماده وجود دارد.

بر اساس این داده ها، ماشین حساب جرم اتمی ماده را محاسبه می کند که بر حسب واحد جرم اتمی بیان می شود.

جدول عناصر شیمیایی و جرم اتمی آنها

هیدروژن اچ 1,0079 نیکل وجود ندارد 58,70
هلیوم او 4,0026 نانوا مس 63,546
لیتیوم لی 6941 فلز روی روی 65,38
بریلیم بودن 9,01218 گول گرجستان 69,72
بور که در 10,81 آلمان GE. 72,59
کربن با 12,011 آرسنیک چگونه 74,9216
نیتروژن ن 14,0067 سلنیوم هستند 78,96
اکسیژن O 15,9994 برم برم 79904
فلوراید اف 18,99840 کریپتون Cr 83,80
نئون نه 20,179 روبیدیم Rb 85,4678
سدیم بر 22,98977 استرانسیوم پاک شد 87,62
منیزیم میلی گرم 24,305 ایتریم Y 88,9059
آلومینیوم ال 26,98154 زیرکونیوم Zr 91,22
نیوبیم Nb 92,9064 نوبل نه 255
مولیبدن مو 95,94 لارنس Lr 256
تکنسیوم Ts 98,9062 کورچاتوی کا 261
روتنیوم Ru 101,07 * * *
رودیوم رزوس 102.9055 * * *
پالادیوم Pd 106,4 * * *
نقره Ag 107 868 * * *
سیلیکون شما 28,086 کادمیوم سی دی 112,40
فسفر پ 30,97376 هندوستان 114,82
گوگرد 32,06 قلع Sn 118,69
کلر Cl 35,453 آنتیموان Sb 121,75
آرگون آرکانزاس 39,948 تلوریم اینها 127,60
پتاسیم به 39,098 ید من 126,904
کلسیم کالیفرنیا 40,08 زنون Xe 131,30
اسکاندیم کارولینای جنوبی 44,9559 سزیم Cs 132.9054
تیتانیوم اینها 47,90 باریم ba 137,34
وانادیم 50,9414 لانتانیم لا 138.9055
کروم Cr 51,996 سریم Ce 140,12
منگنز مینه سوتا 54,9380 پراسئودیم Pr 140.9077
اهن Fe 55,847 من این کار را نمی کنم Nd 144,24
کبالت شرکت 58,9332 پرومتیم عصرها
سامره اسم 150,4 بیسموت خواهد شد 208.9804
یوروپیوم اتحادیه اروپا 151,96 پولونیوم بعد از 209
گادولینیم G-d 157,25 ASTAT V 210
تربیوم Tb 158.9254 رادون Rn 222
دیسپروزیم دو $ 16,50 فرانسه fr 223
هولمیوم سلام 164.9304 شعاع آر 226.0254
اربیوم ایا 167,26 اکتینیم جریان متناوب 227
تولیوم Tm 168.9342 توریم هفتم 232.0381
ایتربیوم Yb 173,04 پروتاکتینیم پنسیلوانیا 231.0359
لوتتیا لو 174,97 اورانوس U 238,029
هافنیوم فرکانس بالا 178,49 نپتونیوم Np 237.0482
تانتالیوم این 180.9479 پلوتونیوم Pu 244
تنگستن دبلیو 183,85 آمریکا صبح 243
رنیم دوباره 186,207 کنجکاوی سانتی متر 247
اوسمیوم سیستم عامل 190,2 برکلی B.K. 247
ایریدیوم فرو سرخ 192,22 کالیفرنیا مقایسه کنید 251
پلاتین Pt 195,09 انیشتین es 254
طلا طلا 196.9665 فرمی Fm 257
سیاره تیر سیاره تیر 200,59 مندلی مریلند 258
تالیم Tl 204,37 * * *
رهبری سرب 207,2 * * *

جرم اتمی نسبی یک عنصر

وضعیت وظیفه:

جرم یک مولکول اکسیژن را تعیین کنید.

شماره وظیفه 4.1.2 از "مجموعه مشکلات آماده سازی امتحانات آینده فیزیک در USPTU"

اطلاعات:

راه حل:

یک مولکول مولکولی اکسیژن \(\nu\) (عدد دلخواه) را در نظر بگیرید.

به یاد داشته باشید که فرمول اکسیژن O2 است.

برای یافتن جرم (\m) مقدار معینی از اکسیژن، جرم مولکولی اکسیژن\(M\) در تعداد مول ها\(\nu\) ضرب می شود.

با استفاده از جدول تناوبی، به راحتی می توان تشخیص داد که جرم مولی اکسیژن \(M\) 32 گرم در مول یا 0.032 کیلوگرم بر مول است.

در یک مول، تعداد مولکول های آووگادرو \(N_A\) و v\(\nu\) mol - v\(\nu\) گاهی بیشتر است، یعنی.

برای یافتن جرم یک مولکول \(m_0\)، وزن مجموع\(t\) باید بر تعداد مولکولهای \(N\) تقسیم شود.

\ [(m_0) = \frac (m) (N)\]

\ [(m_0) = \frac ((\nu \cdot M)) ((\nu \cdot (N_A)))\]

\ ((M_0) = \frac (M) (((N_A))) \]

عدد آووگادرو (N_A1) یک مقدار جدولی برابر با 6.022 1023 mol-1 است.

ما محاسبات را انجام می دهیم:

\[(M_0) = \frac ((0.032)) ((6.022\cdot ((10) * (23)))) = 5.3\cdot (10^(-26))\; = 5.3 کیلوگرم\cdot(10^(-23))\; r\]

جواب: 5.3 · 10-23 گرم.

اگر راه حل را متوجه نشدید و اگر سوالی دارید یا اشکالی پیدا کردید، می توانید در زیر نظر دهید.

اتم ها بسیار کوچک و بسیار کوچک هستند. اگر جرم یک اتم یک عنصر شیمیایی را بر حسب گرم بیان کنیم، عددی خواهد بود که اعشار آن بیش از بیست صفر است.

بنابراین، اندازه گیری جرم اتم ها بر حسب گرم نامناسب است.

با این حال، اگر یک جرم بسیار کوچک را در هر واحد بگیریم، تمام جرم های کوچک دیگر را می توان به عنوان نسبتی بین آن واحد بیان کرد. واحد اندازه گیری جرم اتمی 1/12 جرم اتم کربن است.

به آن 1/12 جرم اتم کربن می گویند جرم اتمی(Ae.

فرمول جرم اتمی

جرم اتمی نسبیاین مقدار برابر است با نسبت جرم واقعی یک اتم یک عنصر شیمیایی خاص به 1/12 جرم واقعی یک اتم کربن. این یک مقدار بی نهایت است، زیرا دو جرم از هم جدا شده اند.

Ar = ریاضیات. / (1/12) لیوان.

با این اوصاف، جرم اتمی مطلقبرابر با یک مقدار نسبی و دارای واحد اندازه گیری amu است.

این بدان معنی است که جرم اتمی نسبی نشان می دهد که چند برابر جرم یک اتم معین از 1/12 اتم کربن بیشتر است. اگر یک اتم Ar = 12 باشد، جرم آن 12 برابر بیشتر از 1/12 جرم یک اتم کربن یا به عبارت دیگر، 12 واحد جرم اتمی است.

این فقط می تواند برای کربن (C) باشد. روی اتم هیدروژن (H) Ar = 1. این بدان معناست که جرم آن برابر با جرم 1/12 قسمت از جرم اتم کربن است. برای اکسیژن (O)، جرم اتمی نسبی 16 amu است. این بدان معناست که یک اتم اکسیژن 16 برابر بزرگتر از یک اتم کربن است و دارای 16 واحد جرم اتمی است.

سبک ترین عنصر هیدروژن است. جرم آن حدود 1 amu است. در سنگین ترین اتم ها جرم به 300 amu نزدیک می شود.

به طور معمول، برای هر عنصر شیمیایی، مقدار آن جرم مطلق اتم ها است که به صورت a بیان می شود.

مثلا.

معنی واحدهای جرم اتمی در جدول تناوبی نوشته شده است.

مفهوم مورد استفاده برای مولکول ها وزن مولکولی نسبی (گرم). وزن مولکولی نسبی نشان می دهد که چند برابر جرم یک مولکول بیشتر از 1/12 جرم یک اتم کربن است. با این حال، از آنجایی که جرم یک مولکول برابر با مجموع جرم اتم های اتمی آن است، جرم مولکولی نسبی را می توان به سادگی با اضافه کردن جرم نسبی آن اتم ها پیدا کرد.

به عنوان مثال، یک مولکول آب (H2O) دارای دو اتم هیدروژن با Ar = 1 و یک اتم اکسیژن با Ar = 16 است. بنابراین، جنتلمن (H2O) = 18.

بسیاری از مواد مانند فلزات ساختار غیر مولکولی دارند. در این حالت، جرم مولکولی نسبی آنها برابر با جرم اتمی نسبی آنها است.

شیمی مقدار قابل توجهی نامیده می شود کسر جرمی یک عنصر شیمیاییدر یک مولکول یا ماده

وزن مولکولی نسبی آن عنصر را نشان می دهد. به عنوان مثال، در آب، هیدروژن دارای 2 قسمت (به عنوان هر دو اتم) و اکسیژن 16 است. به این معنی که وقتی هیدروژن با 1 کیلوگرم و 8 کیلوگرم اکسیژن مخلوط می شود، بدون باقی مانده واکنش نشان می دهند. کسر جرمی هیدروژن 2/18 = 1/9 و محتوای اکسیژن 16/18 = 8/9 است.

میکروبالانسدر غیر این صورت حمایت کردن, تعادل اتمی(نانولوله های میکروبی یا انگلیسی انگلیسی) اصطلاحی است که به:

  1. گروه بزرگی از ابزارهای تحلیلی که دقت آنها جرم را از یک تا چند صد میکروگرم اندازه گیری می کند.
  2. یک ابزار ویژه با دقت بالا که به شما امکان می دهد جرم اجسام را تا 0.1 نانوگرم اندازه گیری کنید (نانووسی).

شرح

یکی از اولین ارجاعات به میکروگلوب در سال 1910 است، زمانی که ویلیام رمزی از میزان توسعه آن مطلع شد و اجازه داد که محدوده وزن 0.1 میلی متر مکعب بدن بین 10-9 گرم (1 نانوگرم) تعیین شود.

اصطلاح میکروبی در حال حاضر بیشتر برای اشاره به دستگاه هایی استفاده می شود که می توانند تغییرات جرمی در محدوده میکروگرم (10-6 گرم) را اندازه گیری و تشخیص دهند. میکروبیولوژیست ها در آزمایشگاه های تحقیقاتی و صنعتی مدرن به یک روش معمول تبدیل شده اند و در نسخه های مختلف با حساسیت های متفاوت و هزینه های مرتبط موجود هستند.

همزمان، تکنیک های اندازه گیری در زمینه نانوگرام در حال توسعه است.

علم شیمی. چگونه جرم اتمی نسبی را پیدا کنیم؟

وقتی در مورد اندازه‌گیری جرم در سطح نانوگرم صحبت می‌کنیم، که برای اندازه‌گیری جرم اتم‌ها، مولکول‌ها یا خوشه‌ها مهم است، ابتدا طیف‌سنجی جرمی را در نظر می‌گیریم.

در این مورد باید در نظر داشت که اندازه گیری جرم با استفاده از این روش نیاز به تبدیل اجسام وزن شده به یون دارد که گاهی اوقات بسیار نامطلوب است. هنگام استفاده از ابزار مهم و پرکاربرد دیگری برای اندازه‌گیری دقیق میکروب‌های کوارتز جرم، که مکانیسم عمل آن در مقاله مربوطه توضیح داده شده است، این کار ضروری نیست.

پیوندها

  • جنسن کی، کوانپیو کیم، زتل آ.آشکارساز اتمی با وضوح اتمی نانومکانی // arXiv: 0809.2126 (12 سپتامبر 2008).

جرم مطلق اتم ها یکی از ویژگی های اساسی اتم ها جرم آنهاست. جرم مطلق (واقعی) یک اتم- ارزش بسیار کوچک است. وزن کردن اتم ها روی ترازوی غیرممکن است زیرا چنین مقیاس های دقیقی وجود ندارد. جرم آنها با استفاده از محاسبات تعیین شد. به عنوان مثال، جرم یک اتم هیدروژن 0.000 000 000 000 000 000 000 001 663 گرم است!جرم اتم اورانیوم، یکی از سنگین ترین اتم ها، تقریباً 0.000 000 000 000 000 000 000 000 4 گرم است. نوشتن و خواندن این اعداد آسان نیست. با از دست دادن یک صفر یا اضافه کردن یک عدد اضافی می توانید اشتباه کنید. روش دیگری برای نوشتن آن وجود دارد - در قالب یک محصول: 4 ∙ 10−22 (22 تعداد صفرهای عدد قبلی است).جرم دقیق اتم اورانیوم 3.952 ∙ 10-22 گرم است، و اتم هیدروژن، سبک ترین اتم در بین تمام اتم ها، 1.673 ∙ 10-24 گرم است. انجام محاسبات با اعداد کوچک ناخوشایند است. بنابراین به جای جرم مطلق اتم ها از جرم نسبی آنها استفاده می شود.

جرم اتمی نسبی

جرم هر اتمی را می توان با مقایسه آن با جرم اتم دیگر قضاوت کرد (نسبت جرم آنها را بیابید). از زمان تعیین جرم اتمی نسبی عناصر، اتم های مختلفی به عنوان مقایسه مورد استفاده قرار گرفته اند. زمانی، اتم های هیدروژن و اکسیژن استانداردهای منحصر به فردی برای مقایسه بودند.مقیاس یکپارچه جرم اتمی نسبی و واحد جدیدی از جرم اتمی، پذیرفته شده است کنگره بین المللی فیزیکدانان (1960) و توسط کنگره بین المللی شیمیدانان (1961) متحد شد.تا به امروز، استاندارد برای مقایسه است 1/12 جرم اتم کربن. این مقدارواحد جرم اتمی که به اختصار a.u.m نامیده می شود. واحد جرم اتمی (amu) - جرم 1/12 اتم کربن بیایید مقایسه کنیم که جرم مطلق یک اتم هیدروژن و اورانیوم با چند برابر تفاوت دارد 1 amu، برای انجام این کار، این اعداد را بر یکدیگر تقسیم می کنیم:مقادیر به دست آمده در محاسبات، جرم اتمی نسبی عناصر - نسبت به 1/12 جرم یک اتم کربن. بنابراین، جرم اتمی نسبی هیدروژن تقریباً 1 و اورانیوم 238 است.لطفاً توجه داشته باشید که جرم اتمی نسبی واحد اندازه گیری ندارد، زیرا واحدهای جرم مطلق (گرم) هنگام تقسیم حذف می شوند. جرم اتمی نسبی همه عناصر در جدول تناوبی عناصر شیمیایی توسط D.I نشان داده شده است. مندلیف. نماد مورد استفاده برای نشان دادن جرم اتمی نسبی است Аr (حرف r مخفف کلمه نسبی است،که به معنای نسبی است). جرم اتمی نسبی عناصر در بسیاری از محاسبات استفاده می شود.به عنوان یک قاعده، مقادیر داده شده در جدول تناوبی به اعداد کامل گرد می شوند. توجه داشته باشید که عناصر جدول تناوبی به ترتیب افزایش جرم اتمی نسبی مرتب شده اند. به عنوان مثال، با استفاده از جدول تناوبی، جرم اتمی نسبی تعدادی از عناصر را تعیین می کنیم:

Ar(O) = 16; Ar(Na) = 23; Ar(P) = 31.جرم اتمی نسبی کلر را معمولاً 35.5 می نویسند! Ar(Cl) = 35.5

  • جرم اتمی نسبی با جرم مطلق اتم ها متناسب است
  • استاندارد برای تعیین جرم اتمی نسبی 1/12 جرم اتم کربن است
  • 1 آمو = 1.662 ∙ 10-24 گرم
  • جرم اتمی نسبی با Ar نشان داده می شود
  • برای محاسبات، مقادیر جرم اتمی نسبی به اعداد کامل گرد می شوند، به استثنای کلر، که برای آن Ar = 35.5 است.
  • جرم اتمی نسبی واحد اندازه گیری ندارد
]]>
اگر خطایی پیدا کردید، لطفاً یک متن را انتخاب کنید و Ctrl+Enter را فشار دهید.