Kalkulačka atomové hmotnosti - Okamžitě najděte atomové hmotnosti prvků

Co je atomová hmotnost?

Atomová hmotnost je průměrná hmotnost jednoho atomu chemického prvku, vyjádřená v atomových hmotnostních jednotkách (u). Tato kalkulačka vyhledá atomovou hmotnost libovolného prvku podle jeho názvu nebo chemické značky, například „Oxygen“ nebo „O“.

Atomová hmotnostní jednotka je přesně definována jako 1/12 hmotnosti atomu uhlíku-12. Většina prvků se v přírodě vyskytuje jako směs izotopů, tedy atomů se stejným počtem protonů, ale různým počtem neutronů. Atomová hmotnost uvedená v periodické tabulce je váženým průměrem těchto izotopů podle toho, jak často se každý z nich vyskytuje.

Protože jde o průměr, atomová hmotnost je jen zřídka celé číslo. Chlor má například atomovou hmotnost 35,45 u, přestože každý atom chloru obsahuje buď 35, nebo 37 nukleonů.

Vzorec pro atomovou hmotnost

Průměrná atomová hmotnost prvku se vypočítá vynásobením hmotnosti každého izotopu jeho přirozeným zastoupením a následným sečtením výsledků:

$\text{Atomová hmotnost} = \sum_{i} (f_i \times m_i)$

Zde $f_i$ představuje podíl atomů, které jsou izotopem $i$ (zapsaný jako desetinné číslo), a $m_i$ je hmotnost tohoto izotopu v atomových hmotnostních jednotkách. Součet zahrnuje všechny izotopy daného prvku, které se vyskytují v přírodě.

Příklad výpočtu: chlor

Přírodní chlor se skládá přibližně z 75,77 % chloru-35 (hmotnost 34,97 u) a 24,23 % chloru-37 (hmotnost 36,97 u). Po dosazení do vzorce:

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

Tato hodnota odpovídá hodnotě uvedené v periodické tabulce a hodnotě vrácené kalkulačkou při vyhledání „Chlorine“ nebo „Cl“.

Hodnoty v této kalkulačce pocházejí ze standardních atomových hmotností zveřejněných organizací International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC).

Jak používat kalkulačku atomové hmotnosti prvků

1. Do vstupního pole zadejte název prvku (například „Hydrogen“) nebo jeho značku (například „H“).
2. Kalkulačka zobrazí název prvku, jeho značku, atomové číslo a atomovou hmotnost.
3. Pomocí tlačítka pro kopírování zkopírujte hodnotu atomové hmotnosti.

Vyhledávání nerozlišuje velká a malá písmena. Porovnává názvy a značky bez ohledu na velikost písmen, takže „iron“, „Iron“, „Fe“, „fe“ i „FE“ vrátí stejný výsledek: železo, protonové číslo 26 a atomovou hmotnost 55,845 u.

Rychlé příklady

Proč je atomová hmotnost důležitá

Výpočet molární hmotnosti

Atomová hmotnost je základem pro výpočet molární hmotnosti, tedy hmotnosti celé molekuly. Vypočítá se vynásobením atomové hmotnosti každého prvku počtem jeho atomů v molekule a následným sečtením dílčích výsledků.

Voda (H₂O) obsahuje dva atomy vodíku a jeden atom kyslíku:

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

Oxid uhličitý (CO₂) obsahuje jeden atom uhlíku a dva atomy kyslíku:

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

Příprava roztoků

Chemici používají molární hmotnost k odvažování sloučenin pro přípravu roztoků o známé koncentraci. U chloridu sodného (NaCl) připadá na sodík 22,990 u a na chlor 35,45 u, což dává molární hmotnost 58,44 g/mol. K přípravě jednoho litru 1molárního roztoku NaCl (1 M) je třeba odvážit 58,44 gramů soli.

Od atomů ke gramům

Jeden mol libovolného prvku má hmotnost odpovídající jeho atomové hmotnosti v gramech a obsahuje přibližně 6,022 × 10²³ atomů, což je množství známé jako Avogadrova konstanta. Tento vztah propojuje mikroskopickou úroveň atomů s hmotnostmi měřitelnými na laboratorních vahách a tvoří základ většiny výpočtů ve stechiometrii, chemickém oboru zabývajícím se množstvím látek v reakcích.

Stručná historie atomové hmotnosti

V 1803 zveřejnil John Dalton první tabulku atomových hmotností, v níž stanovil hmotnost vodíku jako 1 a ostatní prvky měřil relativně k němu. Když Dmitrij Mendělejev v 1869 sestavil periodickou tabulku seřazením prvků podle atomové hmotnosti, několik prvků se zdálo být na nesprávném místě. Tato záhada byla vyřešena až o několik desetiletí později po objevu izotopů.

V 1961 se vědci dohodli definovat uhlík-12 jako přesně 12 u, čímž nahradili dřívější standardy založené na kyslíku. Tato hodnota se jako referenční používá dodnes. IUPAC pravidelně přezkoumává měření atomových hmotností a aktualizuje standardní hodnoty, pokud to odůvodňují nové důkazy, ačkoli změny jsou obvykle příliš malé na to, aby ovlivnily běžné výpočty.

Často kladené otázky

Jaký je rozdíl mezi atomovou hmotností a atomovou váhou?

Přesně vzato se atomová hmotnost vztahuje k hmotnosti jediného atomu nebo izotopu, zatímco relativní atomová hmotnost je váženým průměrem všech přirozeně se vyskytujících izotopů daného prvku. V běžném použití, včetně periodických tabulek, se oba termíny považují za synonyma.

Proč atomové hmotnosti nejsou celá čísla?

Protože jde o průměry dvou nebo více izotopů s různými hmotnostmi. Atomová hmotnost chloru 35,45 u leží mezi jeho dvěma běžnými izotopy, chlorem-35 a chlorem-37, protože se oba v přírodě vyskytují v různých poměrech.

Co znamená, když je atomová hmotnost uvedena bez desetinných míst, například u technecia 97?

Prvky bez stabilního izotopu, jako technecium a plutonium, nemají přirozenou směs izotopů, z níž by bylo možné vypočítat průměr. IUPAC místo toho uvádí nukleonové číslo nejdéle žijícího známého izotopu, zapsané v hranatých závorkách. Nejdéle žijícím izotopem technecia je technecium-97, takže tato kalkulačka zobrazuje 97.

Rozlišuje vyhledávání prvků velká a malá písmena?

Ne. Zadání „fe“, „Fe“ nebo „FE“ vždy vrátí železo; totéž platí pro názvy prvků.

Jak zjistím molární hmotnost sloučeniny?

Vynásobte atomovou hmotnost každého prvku počtem jeho výskytů ve vzorci a výsledky sečtěte. U vody je výpočet (2 × 1,008) + 15,999 = 18,015 u.

Odkud pocházejí tyto hodnoty atomových hmotností?

Vycházejí ze standardních atomových hmotností zveřejněných organizací IUPAC, mezinárodním orgánem odpovědným za chemické názvosloví a měřicí standardy. Některé prvky, včetně argonu a olova, se mezi přírodními zdroji liší natolik, že IUPAC zveřejňuje místo jediné hodnoty rozsah. U těchto prvků kalkulačka zobrazuje konvenční hodnotu, kterou IUPAC uvádí pro materiál neznámého původu: 39,948 u pro argon a 207,2 u pro olovo.