المحتوى

• خطوات
• النصيحة
• تحذير
• ماذا تحتاج

متوسط ​​كتلة الذرة ليس مقياسًا مباشرًا لكتلة الذرة. بدلاً من ذلك ، هذا هو متوسط ​​الكتلة لكل ذرة من عينة نموذجية للعنصر. إذا كان بإمكانك قياس كتل المليارات من الذرات الفردية ، فيمكنك معرفة ذلك من خلال حساب متوسطها. لدينا طريقة أكثر عملية ، تعتمد على معلومات حول النظائر المختلفة للعنصر الكيميائي.

خطوات

جزء 1 من 2: احسب متوسط ​​كتلة الذرة

1. 

   فهم النظائر والذرات الكتلية. في الطبيعة ، توجد معظم العناصر في العديد من الأشكال أو النظائر. والفرق الوحيد بين نظيرين لنفس العنصر هو عدد النيوترونات في الذرة ، التي يؤثر عدد النيوترونات فيها على ذرة الكتلة. يأخذ حساب متوسط ​​كتلة الذرة في الاعتبار تأثير هذا الاختلاف ، ويخبرك بمتوسط ​​كتلة كل ذرة في عينة من تلك الذرات.
   • على سبيل المثال ، عنصر الفضة (Ag) له نظيران طبيعيان: Ag-107 و Ag-109 (أو Ag و Ag). يُطلق على النظير اسم "عدد الكتلة" ، أو مجموع عدد البروتونات وعدد النيوترونات في الذرة. هذا يعني أن Ag-109 يحتوي على نيوترونين أكثر من Ag-107 ، لذا فإن ذرته أثقل قليلاً.

2. 

   
   
   أوجد كتلة كل نظير. تحتاج إلى جزأين من المعلومات لكل نظير ، يمكنك البحث عنهما في الكتب المرجعية أو البحث على الإنترنت ، على سبيل المثال webelements.com. الأول هو الكتلة الذرية أو الكتلة الذرية لكل نظير. تمتلك النظائر التي تحتوي على نيوترونات أكثر كتلة أكبر.
   • على سبيل المثال ، يحتوي نظير الفضة Ag-107 على ذرة الكتلة 10690509 وحدة دولية (وحدة ذرة مكعبة). النظير Ag-109 أثقل قليلاً مع كتلة 108,90470.
   • يمكن أن يختلف زوج الكسور العشرية في النهاية قليلاً في المستندات. لا تكتب أي أرقام بين قوسين بعد الكتلة.

3. 

   
   
   اكتب معدل البقاء الطبيعي لكل نظير. تشير هذه النسبة إلى انتشار النظائر ، كنسبة مئوية من إجمالي ذرات العنصر. يمكنك العثور على هذه المعلومات في نفس المستند مع وجود ذرة مكعبة عليها. يجب أن يكون البقاء الطبيعي لجميع النظائر 100٪ (على الرغم من أنه قد يختلف قليلاً بسبب خطأ التقريب).
   • نسبة النظائر Ag-107 هي 51.86٪. يعتبر النظير Ag-109 أقل شيوعًا بمعدل 48.14٪. هذا يعني أن عينة الفضة العادية تحتوي على 51.86٪ Ag-107 و 48.14٪ Ag-109.
   • يتم تجاهل أي نظائر لا تحتوي على معدل البقاء هذا. لا توجد هذه النظائر بشكل طبيعي على الأرض.

4. 

   
   
   حول النسبة المئوية للنظائر إلى عدد عشري. قسمة هذه النسبة على 100 ستحصل على نفس قيمة العلامة العشرية.
   • في عينة الفضة أعلاه ، نسبة النظائر هي 51.86 / 100 = 0,5186 و 48،14 / 100 = 0,4814.

5. 

   أوجد متوسط ​​الذرة المكعبة. متوسط ​​ذرة عنصر ما ن النظائر متساوية (كتلة ذرية_{النظير 1} * نسبة_{النظير 1}) + (الكتلة الذرية_{النظير 2} * نسبة_{النظير 2}) + ... + (الكتلة الذرية_{النظائر ن} * نسبة_{النظائر ن}. هذا مثال على "متوسط ​​الكتلة" ، مما يعني أنه كلما زاد معدل بقاء النظير ، زاد تأثيره على النتيجة. كيفية تطبيق هذه الصيغة على الفضة كما يلي:
   • ذرة متوسطة الكتلة_{اي جي} = (ذرة مكعبة_Ag-107 * نسبة_Ag-107) + (الكتلة الذرية_Ag-109 * نسبة_Ag-109)
     =(106,90509 * 0,5186) + (108,90470 * 0,4814)
     = 55,4410 + 52,4267
     = 107.8677 وحدة دولية.
   • ابحث عن هذا العنصر في الجدول الدوري للتحقق من النتائج. يتم دائمًا كتابة متوسط ​​الذرة المكعبة أسفل الرمز الكيميائي للعنصر.
   الإعلانات

جزء 2 من 2: استخدام النتائج

1. 

   تحويل الكتلة إلى عدد ذري. يُظهر متوسط ​​ذرة الكتلة العلاقة بين الكتلة وعدد الذرات في عينة نموذجية لهذا العنصر. هذا مفيد جدًا في المختبرات الكيميائية لأنه يكاد يكون من المستحيل حساب الذرات بدقة ، ولكن من السهل تحديد الكتل. على سبيل المثال ، يمكنك أن تزن عينة من الفضة وتعلم أنه سيكون هناك ذرة فضية واحدة لكل 1078677 أوقية.

2. 

   حوّل إلى كتلة مولارية. وحدة الكتلة الذرية صغيرة جدًا ، لذلك غالبًا ما يستخدم الكيميائيون وحدة الجرام للكتلة. لحسن الحظ ، لدينا تعريفات لهذه المفاهيم لذا يجب أن يكون التحول سهلاً. ما عليك سوى ضرب متوسط ​​ذرة الكتلة في 1 جم / مول (ثابت الكتلة المولية) للحصول على نتيجة في جم / مول. على سبيل المثال ، يحتوي 107،8677 جرامًا من الفضة على مول واحد من ذرات الفضة.

3. 

   أوجد متوسط ​​الكتلة الجزيئية. نظرًا لأن الجزيء عبارة عن مجموعة من الذرات ، يمكنك إضافة كتلة كل الذرات لإيجاد الكتلة الجزيئية. إذا كنت ستستخدم ذرة كتلة متوسطة (بدلاً من كتلة نظير معين) ، فإن النتيجة ستكون متوسط ​​الكتلة الجزيئية لعينة في الطبيعة. هنا مثال:
   • جزيء الماء له الصيغة الكيميائية H₂يحتوي O على ذرتين هيدروجين (H) وذرة أكسجين (O).
   • يبلغ متوسط ​​كتلة ذرة الهيدروجين 1،00794 amu. يبلغ متوسط ​​الكتلة الذرية للأكسجين 159994 وحدة دولية.
   • إذن متوسط ​​الكتلة الجزيئية لـ H₂O يساوي (1،00794) (2) + 15،9994 = 18،01528 amu ، وهو ما يعادل 18،01528 جم / مول.
   الإعلانات

النصيحة

• يستخدم مفهوم الكتلة الذرية النسبية أحيانًا مرادفًا لمتوسط ​​ذرة الكتلة. هناك اختلاف طفيف لأن الكتلة الذرية ليست وحدة نسبيًا ؛ إنه قياس الكتلة بالنسبة لذرة كربون 12. طالما أنك تستخدم وحدة الكتلة الذرية في حساب متوسط ​​الذرة المكعب ، فإن هاتين القيمتين متماثلتان.
• الرقم الموجود بين قوسين بعد الذرة التكعيبية يخبرنا بالخطأ. على سبيل المثال ، الكتلة الذرية 1.0173 (4) تعني أن ذرة العنصر الطبيعية لها نطاق كتلة يبلغ حوالي 1.0173 ± 0.0004. لا تحتاج إلى الحصول على هذا الرقم إذا لم يتم طلبه.
• في الجدول الدوري ، يكون متوسط ​​الذرة المكعبة للعنصر التالي أكبر من التي قبلها ، مع استثناءات قليلة. إليك طريقة سريعة للتحقق من نتائجك.
• 1 وحدة كتلة ذرية تساوي 1/12 كتلة ذرة كربون -12.
• تُحسب معدلات بقاء النظائر وفقًا للعينات الطبيعية الموجودة على الأرض. يمكن أن تحتوي المواد غير الطبيعية مثل النيازك أو تلك التي يتم إنتاجها في المختبر على نسب نظيرية مختلفة ، وبالتالي فإن متوسط ​​ذرة الكتلة يختلف أيضًا.

تحذير

• تُكتب ذرات الكتلة دائمًا بوحدات الكتلة الذرية (amu أو u) ، وتسمى أحيانًا daltons (Da). لا تكتب أبدًا وحدة أخرى للكتلة (مثل الكيلوغرام) بعد هذا الرقم دون تغييره.

ماذا تحتاج

• قلم
• ورق
• حاسوب محمول
• بيانات عن معدل بقاء النظائر في الطبيعة.
• بيانات الكتلة الذرية للنظائر.