Калкулатор за атомно тегло - Намерете атомната маса на елемент по номер
Безплатен калкулатор за атомно тегло. Въведете произволен атомен номер (1-118), за да намерите атомното тегло, символа и името на елемента. Базиран на данни от IUPAC. Перфектен за химически изчисления и домашна работа.
Калкулатор на елементи - Търсач на атомна маса
Документация
Инструментът за намиране на атомно тегло е справочен инструмент, който извежда атомното тегло на елемент по неговия атомен номер. Въведете число от 1 до 118 и инструментът ще покаже символа, името и атомното тегло на съответния елемент в атомни масови единици (amu).
Какво означава атомно тегло
Атомното тегло, официално наричано относителна атомна маса, е средната маса на атомите на даден елемент в естественото им разпространение. То не е масата на един-единствен атом.
Повечето елементи се срещат в природата като смес от изотопи: атоми с еднакъв брой протони, но с различен брой неутрони. Атомното тегло е среднопретеглената маса на тези изотопи, като теглата се определят от разпространеността на всеки от тях.
Хлорът е често използван пример. Около 76% от естествено срещащите се атоми на хлора са хлор-35, а около 24% са хлор-37. Усредняването на тези маси според разпространеността им дава атомно тегло на хлора 35,45 amu — стойност, която се намира между двете цели масови числа.
Атомната масова единица (amu) е дефинирана като една дванадесета от масата на атом въглерод-12. Химиците използват този стандарт от 1961 г.
Формула за атомно тегло
За елемент с повече от един изотоп атомното тегло се изчислява така:
Атомно тегло = Σ (fᵢ × mᵢ)
Тук fᵢ е делът на атомите, които са изотоп i, а mᵢ е масата на изотоп i. Сборът на дяловете на всички изотопи на даден елемент е равен на 1.
Елемент с един-единствен стабилен изотоп има атомно тегло, равно на масата на този изотоп. На елементите без нито един стабилен изотоп, като технеция и всеки елемент, по-тежък от урана, вместо това се приписва масовото число на най-стабилния от известните им изотопи.
Как се намира атомното тегло на елемент
- Въведете в полето атомен номер между 1 и 118. Атомният номер е броят на протоните в ядрото на атома и е уникален за всеки елемент — 6 винаги е въглерод, а 79 винаги е злато.
- Калкулаторът показва символа, пълното име и атомното тегло на елемента.
- Бутон за копиране позволява резултатът да бъде поставен на друго място, например в лабораторен отчет или отговор на домашна работа.
Число извън диапазона 1–118 извежда съобщение за грешка, тъй като в него няма потвърден елемент.
Пример: намиране на атомното тегло на кислорода
Кислородът има атомен номер 8. Въвеждането на 8 извежда:
- Символ: O
- Име: Кислород
- Атомно тегло: 15,999 amu
Тази стойност може да се използва за намиране на молекулната маса на съединение. Водата (H₂O) съдържа два атома водород и един атом кислород:
2 × 1,008 (водород) + 1 × 15,999 (кислород) = 18,015 amu
Атомният номер (8) не бива да се бърка с атомното тегло (15,999). Атомният номер отчита само протоните. Атомното тегло отразява общата маса на протоните и неутроните във всички естествено срещащи се изотопи на елемента.
Атомен номер срещу атомно тегло срещу масово число
| Свойство | Определение | Пример с въглерод |
|---|---|---|
| Атомен номер | Протони в ядрото | 6 |
| Атомно тегло | Средна маса на естествено срещащите се атоми | 12,011 amu |
| Масово число | Протони плюс неутрони в един изотоп | 12 (за въглерод-12) |
Атомният номер определя идентичността на елемента и мястото му в периодичната таблица. Атомното тегло и масовото число описват маса, но атомното тегло е средна стойност за изотопите, докато масовото число се отнася до един конкретен изотоп.
История на измерването на атомното тегло
Джон Далтон предлага първата таблица на атомните тегла в началото на 1800-те години, като използва водорода за отправна точка. Неговите стойности са приблизителни оценки, като някои се отклоняват с 10% или повече.
Дмитрий Менделеев създава периодичната таблица през 1869 г., като подрежда елементите по атомно тегло. Няколко елемента, сред които аргонът и калият, изглеждат неправилно подредени в сравнение с химичните си свойства. Загадката не е решена, докато не са открити изотопите.
Фредерик Соди идентифицира изотопите през 1913 г., показвайки, че повечето елементи са естествени смеси от атоми с различни маси. Това обяснява защо толкова много атомни тегла се намират между цели числа. Масспектрометрията, разработена през следващите години, позволява на химиците да измерват пряко масите и разпространеността на изотопите, вместо да ги оценяват.
През 1961 г. стандартът за въглерод-12 заменя водорода като отправна точка за атомната масова единица. Международният съюз за чиста и приложна химия (IUPAC) оттогава преглежда и актуализира стандартните атомни тегла, последно през 2021 г., с усъвършенстването на измервателните методи. Елементите 113, 115, 117 и 118 са официално наименувани през 2016 г., с което е завършен седмият период на периодичната таблица.
Често задавани въпроси
Каква е разликата между атомното тегло и атомната маса? Атомната маса е масата на един атом или изотоп. Атомното тегло, официално относителна атомна маса, е средната маса на всички естествено срещащи се изотопи на даден елемент, претеглена според разпространеността им. Двата термина често се използват като синоними в ежедневната химия, но атомното тегло е по-точният термин за стойността, която този калкулатор извежда.
Защо атомните тегла не са цели числа? По две причини. Повечето елементи са естествени смеси от изотопи с различни маси, така че средната стойност се намира между цели числа. Освен това масата на ядрото е малко по-малка от сбора на масите на неговите протони и неутрони, тъй като част от масата се превръща в енергията на свързване, която поддържа ядрото заедно.
Колко точни са стойностите в този калкулатор? Стойностите следват стандартните атомни тегла на IUPAC и са дадени с от три до пет значещи цифри. Елементите без стабилен изотоп са посочени като цяло масово число, например 98 за технеция. Тази точност е достатъчна за обичайни изчисления в училище и лаборатория. При работа, която изисква пълни диапазони на неопределеност, трябва да се направи справка директно с публикуваните таблици на IUPAC.
Как е свързано атомното тегло с моларната маса? Двете стойности са числено равни, но се изразяват в различни единици. Атомното тегло на въглерода е 12,011 amu на атом, а моларната му маса е 12,011 грама на мол, където един мол е 6,022 × 10²³ атома.
Влияе ли атомното тегло върху начина, по който реагира даден елемент? Не пряко. Химичната реактивност зависи главно от електронната конфигурация, а не от масата. Масата на изотопа може леко да промени скоростта на реакцията — ефект, наречен кинетичен изотопен ефект, — но не променя това кои реакции протичат.
Защо в някои периодични таблици са показани диапазони на атомното тегло, а не единични числа? При малък брой елементи съотношенията на естествените изотопи варират в зависимост от мястото, от което е взета пробата. IUPAC посочва тези елементи с интервал, а не с едно фиксирано число. Този калкулатор използва конвенционалната единична стойност на IUPAC за всеки елемент, която е подходяща за типични проби.