Калкулатор за атомна маса - Намерете атомните тегла на елементите мигновено

Какво представлява атомната маса?

Атомната маса е средната маса на един атом от даден химичен елемент, измерена в атомни масови единици (u). Този калкулатор намира атомната маса на всеки елемент по името или химичния му символ, например „Кислород“ или „O“.

Една атомна масова единица е дефинирана като точно 1/12 от масата на атом въглерод-12. Повечето елементи се срещат в природата като смес от изотопи — атоми с еднакъв брой протони, но с различен брой неутрони. Атомната маса, показана в периодичната таблица, е претеглената средна стойност на тези изотопи според разпространението на всеки от тях.

Тъй като е средна стойност, атомната маса рядко е цяло число. Например хлорът има атомна маса 35,45 u, въпреки че всеки атом на хлора има или 35, или 37 нуклона.

Формула за атомната маса

Средната атомна маса на даден елемент се изчислява, като масата на всеки изотоп се умножи по естественото му разпространение, след което резултатите се съберат:

$\text{Атомна маса} = \sum_{i} (f_i \times m_i)$

Тук $f_i$ е делът на атомите, които са изотоп $i$ (записан като десетична дроб), а $m_i$ е масата на този изотоп в атомни масови единици. Сумата обхваща всички изотопи на елемента, които се срещат в природата.

Пример с изчисление: хлор

Естественият хлор се състои приблизително от 75,77% хлор-35 (маса 34,97 u) и 24,23% хлор-37 (маса 36,97 u). Прилагане на формулата:

$(0.7577 \times 34.97) + (0.2423 \times 36.97) \approx 35.45 \text{ u}$

Това съответства на стойността, показана в периодичната таблица и върната от калкулатора, когато потребителят потърси „Хлор“ или „Cl“.

Стойностите в този калкулатор са взети от стандартните атомни тегла, публикувани от Международния съюз по чиста и приложна химия (IUPAC).

Как се използва калкулаторът за атомна маса на елементите

1. Въведете името на елемент (например „Водород“) или символа му (например „H“) в полето за въвеждане.
2. Калкулаторът показва името и символа на елемента, атомния му номер и атомната му маса.
3. Използвайте бутона за копиране, за да копирате стойността на атомната маса.

Търсенето не различава малки и главни букви. То съвпада с имена и символи независимо от изписването с малки или главни букви, така че „iron“, „Iron“, „Fe“, „fe“ и „FE“ връщат един и същ резултат: желязо, атомен номер 26, атомна маса 55,845 u.

Кратки примери

Защо атомната маса е важна

Изчисляване на молекулната маса

Атомната маса е основата за молекулната маса — масата на цяла молекула. За да я намерите, умножете атомната маса на всеки елемент по броя на неговите атоми в молекулата, след което съберете получените стойности.

Водата (H₂O) има два атома водород и един атом кислород:

$(2 \times 1.008) + (1 \times 15.999) = 18.015 \text{ u}$

Въглеродният диоксид (CO₂) има един атом въглерод и два атома кислород:

$(1 \times 12.011) + (2 \times 15.999) = 44.009 \text{ u}$

Приготвяне на разтвори

Химиците използват молекулната маса, за да претеглят съединенията за разтвор с известна концентрация. При натриевия хлорид (NaCl) натрият допринася с 22,990 u, а хлорът — с 35,45 u, което дава молекулна маса 58,44 g/mol. За приготвянето на един литър 1 моларен (1 M) разтвор на NaCl трябва да се претеглят 58,44 грама сол.

Връзката между атомите и грамовете

Един мол от всеки елемент има маса, равна на атомната му маса в грамове, и съдържа приблизително 6,022 × 10²³ атома — количество, известно като числото на Авогадро. Тази зависимост свързва микроскопичния мащаб на атомите с маси, които могат да се измерват на лабораторна везна, и е в основата на повечето изчисления в стехиометрията — дяла на химията, който се занимава с количествата вещества в реакциите.

Кратка история на атомната маса

През 1803 г. Джон Далтон публикува първата таблица на атомните тегла, като приравнява водорода на 1 и измерва останалите елементи спрямо него. Когато Дмитрий Менделеев създава периодичната таблица през 1869 г., като подрежда елементите по атомно тегло, няколко елемента изглеждат поставени не на място. Загадката не е решена, докато десетилетия по-късно не са открити изотопите.

През 1961 г. учените се споразумяват да определят въглерод-12 като точно 12 u, заменяйки по-ранните стандарти, основани на кислорода. Този стандарт все още се използва като референтен. IUPAC периодично преразглежда измерванията на атомните тегла и актуализира стандартните стойности, когато нови данни го обосновават, макар че промените обикновено са твърде малки, за да повлияят на обичайните изчисления.

Често задавани въпроси

Каква е разликата между атомна маса и атомно тегло?

Строго погледнато, атомната маса се отнася до масата на един атом или изотоп, докато атомното тегло е претеглената средна стойност за всички естествено срещащи се изотопи на даден елемент. В ежедневната употреба, включително в периодичните таблици, двата термина се приемат за синоними.

Защо атомните маси не са цели числа?

Защото са средни стойности на два или повече изотопа с различни маси. Атомната маса на хлора 35,45 u е между двата му разпространени изотопа — хлор-35 и хлор-37, тъй като и двата се срещат в природата в различни пропорции.

Какво означава, когато атомната маса е показана без десетични знаци, например при технеция 97?

Елементите без стабилен изотоп, като технеция и плутония, нямат естествена смес от изотопи, която да бъде усреднена. Вместо това IUPAC посочва масовото число на най-дълго живеещия известен изотоп, изписано в квадратни скоби. Най-дълго живеещият изотоп на технеция е технеций-97, затова този калкулатор показва 97.

Търсенето на елементи различава ли малки и главни букви?

Не. Въвеждането на „fe“, „Fe“ или „FE“ връща желязо, а същото важи и за имената на елементите.

Как се намира молекулната маса на съединение?

Умножете атомната маса на всеки елемент по броя на срещанията му във формулата, след което съберете резултатите. За водата това е (2 × 1,008) + 15,999 = 18,015 u.

Откъде идват тези стойности на атомната маса?

Те следват стандартните атомни тегла, публикувани от IUPAC — международния орган, отговорен за химичната номенклатура и стандартите за измерване. Няколко елемента, включително аргонът и оловото, се различават достатъчно между естествените източници, така че IUPAC публикува диапазон вместо една стойност. За тях калкулаторът показва конвенционалната стойност, която IUPAC дава за материал с неизвестен произход: 39,948 u за аргона и 207,2 u за оловото.