Содержание
- TL; DR (слишком долго; не читал)
- Что такое относительная масса?
- Относительная атомная масса элемента
- Периодическая таблица и изотопы
- Относительная молекулярная масса
Относительная масса является важным понятием в химии. Он существует для того, чтобы упростить процесс определения массы атома или молекулы. В абсолютных единицах протоны и нейтроны имеют массы порядка 10−27 килограммы, что составляет одну миллиардную часть одной миллиардной части одной миллиардной килограмма, а электроны имеют даже меньшую массу около 10−30 килограмм, примерно в тысячу раз меньше, чем протон или нейтрон. С этим будет трудно иметь дело в практических ситуациях, поэтому ученые определяют относительную атомную массу атома углерода как 12 и разрабатывают все остальное на этой основе.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Найти относительную массу любого атома, добавив число протонов к числу нейтронов. Водород имеет относительную атомную массу 1, а углерод-12 имеет относительную атомную массу 12.
Изотопы одного и того же элемента имеют разное количество нейтронов, поэтому необходимо рассчитать для одного конкретного изотопа. Периодические таблицы показывают относительную атомную массу как нижнее число для элемента, но это учитывает любые изотопы.
Найти относительные молекулярные массы, суммируя вклады каждого элемента. Используйте химическую формулу, чтобы найти, сколько каждого атома включено, умножьте их относительные атомные массы на количество атомов каждого присутствующего, а затем сложите их все, чтобы найти результат.
Что такое относительная масса?
Относительная масса - это масса атома или молекулы по отношению к массе 1/12 атома углерода-12. Согласно этой схеме, нейтральный атом водорода имеет массу 1. Вы можете думать об этом, считая каждый протон или нейтрон равным 1 и игнорируя массы электронов, потому что они настолько малы по сравнению. Таким образом, формула для относительной атомной массы просто:
Относительная атомная масса = количество протонов + количество нейтронов
Однако, поскольку ученые установили атом углерода-12 в качестве «стандартного атома», техническое определение таково:
Относительная атомная масса = масса атома ÷ (1/12 от массы атома углерода-12)
Относительная атомная масса элемента
Элементы - это основные атомы строительного блока, созданные в результате большого взрыва или в звездах, и они представлены в периодической таблице. Относительная атомная масса - это нижнее число в периодической таблице (верхнее число - это атомный номер, который считает число протонов). Вы можете прочитать это число прямо из упрощенных периодических таблиц для многих элементов.
Однако технически точные периодические таблицы учитывают существование различных изотопов, и относительные атомные массы, которые они перечисляют, не являются целыми числами. Изотопы - это разновидности одного и того же элемента с разным количеством нейтронов.
Вы всегда можете найти относительную массу элемента, добавив число протонов к числу нейтронов для конкретного изотопа элемента, который вы рассматриваете. Например, атом углерода-12 имеет 6 протонов и 6 нейтронов, и поэтому имеет относительную атомную массу 12. Обратите внимание, что когда указан изотоп атома, число после имени элемента является относительной атомной массой. Так что уран-238 имеет относительную массу 238.
Периодическая таблица и изотопы
Относительные атомные массы в периодической таблице включают вклад различных изотопов путем взятия средневзвешенного значения массы различных изотопов на основе их обилия. Хлор, например, имеет два изотопа: хлор-35 и хлор-37. Три четверти содержащегося в природе хлора - это хлор-35, а оставшаяся четверть - хлор-37. Формула, используемая для относительных масс в периодической таблице:
Относительная атомная масса = (масса изотопа 1 × содержание изотопа 1 + масса изотопа 2 × содержание изотопа 2 +…) ÷ 100
Так что для хлора это:
Относительная атомная масса = (35 × 75 + 37 × 25) ÷ 100
= (2,625 + 925) ÷ 100 = 35.5
Для хлора относительная атомная масса в периодической таблице показывает 35,5 в соответствии с этим расчетом.
Относительная молекулярная масса
Просто добавьте относительные массы составляющих элементов, чтобы найти относительную массу молекулы. Это легко сделать, если вы знаете относительные атомные массы рассматриваемых элементов. Например, вода имеет химическую формулу H2О, значит, есть два атома водорода и один атом кислорода.
Рассчитайте относительную молекулярную массу, умножив относительную атомную массу каждого атома на количество этих атомов в молекуле, а затем сложив результаты вместе. Это выглядит так:
Относительная молекулярная масса = (количество атомов элемента 1 × относительная масса элемента 1) + (количество атомов элемента 2 × относительная масса элемента 2) +…
Для ч2О, элемент 1 представляет собой водород с относительной атомной массой 1, а элемент 2 представляет собой кислород с относительной атомной массой 16, поэтому:
Относительная молекулярная масса = (2 × 1) + (1 × 16) = 2 + 16 = 18
Для ч2ТАК4элемент 1 представляет собой водород (H), элемент 2 представляет собой серу (S с относительной массой = 32), а элемент 3 представляет собой кислород (O), поэтому тот же расчет дает:
Относительная молекулярная масса Н2ТАК4 = (количество атомов H × относительная масса H) + (количество атомов S × относительная масса S) + (количество атомов O × относительная масса O)
= (2 × 1) + (1 × 32) + (4 × 16)
= 2 + 32 + 64 = 98
Вы можете использовать этот же подход для любой молекулы.