Aatommassikalkulaator - Leia elemendi aatommass järgi numbrit

Aatomkaalu leidja on otsingutööriist, mis tagastab elemendi aatomkaalu aatomnumbri põhjal. Sisestage arv vahemikus 1 kuni 118 ning tööriist kuvab vastava elemendi sümboli, nime ja aatomkaalu aatommassiühikutes (amu).

Mida aatomkaal tähendab

Aatomkaal, formaalselt suhteline aatommass, on elemendi looduses esinevate aatomite keskmine mass. See ei ole ühe aatomi mass.

Enamik elemente esineb looduses isotoopide seguna: need on sama prootonite arvuga, kuid erineva neutronite arvuga aatomid. Aatomkaal on nende isotoopide masside kaalutud keskmine, kus kaalud põhinevad iga isotoobi levimusel.

Kloor on levinud näide. Ligikaudu 76% looduslikest klooriaatomitest on kloor-35 ja ligikaudu 24% on kloor-37. Nende masside keskmistamisel levimuse järgi saadakse kloori aatomkaaluks 35,45 amu, mis jääb kahe täisarvulise massiarvu vahele.

Aatommassiühik (amu) on määratletud kui üks kaheteistkümnendik süsinik-12-aatomi massist. Keemikud on seda standardit kasutanud alates aastast 1961.

Aatomkaalu valem

Rohkem kui ühe isotoobiga elemendi aatomkaal arvutatakse järgmiselt:

Aatomkaal = Σ (fᵢ × mᵢ)

Siin on fᵢ isotoobi i aatomite osakaal ja mᵢ isotoobi i mass. Elemendi kõigi isotoopide osakaalude summa on 1.

Ainult ühe stabiilse isotoobiga elemendi aatomkaal võrdub selle isotoobi massiga. Elemendid, millel pole üldse stabiilseid isotoope, näiteks tehneetsium ja kõik uraanist raskemad elemendid, saavad selle asemel oma kõige stabiilsema teadaoleva isotoobi massiarvu.

Kuidas leida elemendi aatomkaalu

1. Sisestage sisestusväljale aatomnumber vahemikus 1 kuni 118. Aatomnumber on aatomi tuumas olevate prootonite arv ja see on iga elemendi puhul ainulaadne — 6 on alati süsinik ja 79 on alati kuld.
2. Kalkulaator kuvab elemendi sümboli, täieliku nime ja aatomkaalu.
3. Kopeerimisnupu abil saab tulemuse kleepida mujale, näiteks laboriaruandesse või kodutöö vastuseks.

Arv väljaspool vahemikku 1–118 annab veateate, sest seal ei ole ühtegi kinnitatud elementi.

Näide: hapniku aatomkaalu leidmine

Hapniku aatomnumber on 8. 8 sisestamisel kuvatakse:

• Sümbol: O
• Nimi: hapnik
• Aatomkaal: 15,999 amu

Seda väärtust saab kasutada ühendi molekulmassi leidmiseks. Vesi (H₂O) sisaldab kahte vesinikuaatomit ja ühte hapnikuaatomit:

2 × 1,008 (vesinik) + 1 × 15,999 (hapnik) = 18,015 amu

Aatomnumbrit (8) ei tohi segi ajada aatomkaaluga (15,999). Aatomnumber näitab ainult prootonite arvu. Aatomkaal kajastab prootonite ja neutronite kogumassi elemendi kõigi looduses esinevate isotoopide lõikes.

Aatomnumber vs. aatomkaal vs. massiarv

Aatomnumber määrab elemendi identiteedi ja asukoha perioodilisustabelis. Nii aatomkaal kui ka massiarv kirjeldavad massi, kuid aatomkaal on isotoopide keskmine, massiarv aga kuulub ühele konkreetsele isotoobile.

Aatomkaalu mõõtmise ajalugu

John Dalton esitas esimese aatomkaalude tabeli 1800. aastate alguses, kasutades võrdluspunktina vesinikku. Tema arvud olid ligikaudsed hinnangud, millest mõned erinesid 10% või rohkem.

Dmitri Mendelejev koostas perioodilisustabeli aastal 1869, järjestades elemendid aatomkaalu järgi. Mõni element, sealhulgas argoon ja kaalium, näis oma keemiliste omadustega võrreldes olevat vales järjekorras. Mõistatus lahendati alles pärast isotoopide avastamist.

Frederick Soddy tuvastas isotoobid aastal 1913, näidates, et enamik elemente on erineva massiga aatomite looduslikud segud. See selgitas, miks nii paljud aatomkaalud jäävad täisarvude vahele. Järgnenud aastatel välja töötatud mass-spektromeetria võimaldas keemikutel mõõta isotoopide masse ja levimust otse, mitte neid hinnata.

Aastal 1961 asendas süsinik-12 standard vesiniku kui aatommassiühiku võrdluspunkti. Rahvusvaheline Puhta ja Rakenduskeemia Liit (IUPAC) on sellest ajast alates standardseid aatomkaale üle vaadanud ja ajakohastanud, viimati aastal 2021, kuna mõõtmistehnika on paranenud. Elemendid 113, 115, 117 ja 118 said ametlikud nimed aastal 2016, millega täideti perioodilisustabeli seitsmes rida.

Korduma kippuvad küsimused

Mis vahe on aatomkaalul ja aatommassil? Aatommass on ühe aatomi või isotoobi mass. Aatomkaal, formaalselt suhteline aatommass, on elemendi kõigi looduses esinevate isotoopide levimuse järgi kaalutud keskmine mass. Igapäevases keemiakäsitluses kasutatakse neid termineid sageli sünonüümidena, kuid selle kalkulaatori tagastatava väärtuse puhul on täpsem termin aatomkaal.

Miks ei ole aatomkaalud täisarvud? Sellel on kaks põhjust. Enamik elemente on erineva massiga isotoopide looduslikud segud, mistõttu keskmine jääb täisarvude vahele. Samuti on tuuma mass veidi väiksem kui selle prootonite ja neutronite masside summa, sest osa massist muundub tuuma koos hoidvaks sidumisenergiaks.

Kui täpsed on selle kalkulaatori väärtused? Väärtused järgivad IUPACi standardseid aatomkaale, mis on esitatud kolme kuni viie tüvenumbriga. Stabiilse isotoobita elemendid on esitatud täisarvulise massiarvuna, näiteks tehneetsiumi puhul 98. Selline täpsus on piisav tavalisteks klassi- ja laboriarvutusteks. Täielikke määramatusvahemikke nõudeva töö puhul tuleks tutvuda otse IUPACi avaldatud tabelitega.

Kuidas on aatomkaal seotud molaarmassiga? Need kaks väärtust on arvuliselt võrdsed, kuid nende ühikud on erinevad. Süsiniku aatomkaal on 12,011 amu aatomi kohta; selle molaarmass on 12,011 grammi mooli kohta, kus mool sisaldab 6,022 × 10²³ aatomit.

Kas aatomkaal mõjutab elemendi reageerimist? Mitte otseselt. Keemiline reaktsioonivõime sõltub peamiselt elektronkonfiguratsioonist, mitte massist. Isotoobi mass võib reaktsiooni kiirust veidi muuta; seda nimetatakse kineetiliseks isotoobiefektiks, kuid see ei muuda toimuvaid reaktsioone.

Miks näitavad mõned perioodilisustabelid üksikute arvude asemel aatomkaalu vahemikke? Mõne elemendi puhul varieeruvad looduslikud isotoopide suhted olenevalt sellest, kust proov võeti. IUPAC esitab need elemendid ühe kindla arvu asemel vahemikuna. See kalkulaator kasutab iga elemendi puhul IUPACi tavapärast üksikväärtust, mis sobib tüüpiliste proovidega.