Atomtömeg Kalkulátor - Elem Atomtömegének Meghatározása Rendszám Alapján

Az atomtömeg-kereső olyan keresőeszköz, amely egy elem atomtömegét az atomszáma alapján adja meg. Adjon meg egy 1 és 118 közötti számot, és az eszköz megjeleníti a hozzá tartozó elem vegyjelét, nevét és atomtömegét atomtömeg-egységben (amu).

Mit jelent az atomtömeg?

Az atomtömeg, hivatalos nevén relatív atomtömeg, az elem természetben előforduló atomjainak átlagos tömege. Nem egyetlen atom tömegét jelenti.

A legtöbb elem természetes izotópkeverék: az atomokban ugyanannyi proton, de különböző számú neutron található. Az atomtömeg ezen izotópok tömegének gyakoriságukkal súlyozott átlaga.

A klór gyakori példa erre. A természetes klóratomok mintegy 76%-a klór-35, körülbelül 24%-a pedig klór-37. E tömegek gyakoriság szerinti átlagolása a klór 35,45 amu értékű atomtömegét adja, amely a két egész tömegszám közé esik.

Az atomtömeg-egység (amu) egy szén-12 atom tömegének egytizenketted része. A vegyészek ezt a szabványt 1961 óta használják.

Az atomtömeg képlete

Az egynél több izotóppal rendelkező elem atomtömege a következőképpen számítható ki:

Atomtömeg = Σ (fᵢ × mᵢ)

Itt fᵢ az i-edik izotóp atomjainak aránya, mᵢ pedig az i-edik izotóp tömege. Egy elem összes izotópjának aránya együtt 1.

Az egyetlen stabil izotóppal rendelkező elem atomtömege megegyezik az adott izotóp tömegével. A stabil izotóppal egyáltalán nem rendelkező elemek, például a technécium és az uránnál nehezebb összes elem, ehelyett a legstabilabb ismert izotópjuk tömegszámát kapják.

Hogyan határozható meg egy elem atomtömege?

1. Írjon be egy 1 és 118 közötti atomszámot a beviteli mezőbe. Az atomszám az atommagban található protonok száma, és minden elemre egyedi — a 6 mindig a szén, a 79 pedig mindig az arany.
2. A számológép megjeleníti az elem vegyjelét, teljes nevét és atomtömegét.
3. A másolás gombjával az eredmény máshová is beilleszthető, például laborjelentésbe vagy házi feladat megoldásába.

A 1–118 tartományon kívüli szám hibaüzenetet eredményez, mivel ott nem létezik megerősített elem.

Példa: az oxigén atomtömegének meghatározása

Az oxigén atomszáma 8. A 8 megadása a következő eredményt adja:

• Vegyjel: O
• Név: oxigén
• Atomtömeg: 15,999 amu

Ez az érték felhasználható egy vegyület molekulatömegének meghatározására. A víz (H₂O) két hidrogénatomot és egy oxigénatomot tartalmaz:

2 × 1,008 (hidrogén) + 1 × 15,999 (oxigén) = 18,015 amu

Az atomszámot (8) nem szabad összetéveszteni az atomtömeggel (15,999). Az atomszám csak a protonokat számlálja. Az atomtömeg az elem természetben előforduló összes izotópjában található protonok és neutronok együttes tömegét tükrözi.

Atomszám és atomtömeg, valamint tömegszám összehasonlítása

Az atomszám határozza meg az elem azonosságát és helyét a periódusos rendszerben. Az atomtömeg és a tömegszám egyaránt tömeget ír le, de az atomtömeg az izotópok átlaga, míg a tömegszám egyetlen, konkrét izotóphoz tartozik.

Az atomtömeg-mérés története

John Dalton az 1800-as évek elején készítette el az első atomtömeg-táblázatot, a hidrogént használva viszonyítási alapként. Értékei durva becslések voltak, amelyek közül némelyik 10%-kal vagy még többel is eltért.

Dmitrij Mengyelejev 1869-ben alkotta meg a periódusos rendszert úgy, hogy az elemeket atomtömegük sorrendjében rendezte el. Néhány elem, köztük az argon és a kálium, kémiai tulajdonságaik alapján nem a megfelelő sorrendben szerepelt. A rejtély csak az izotópok felfedezésével oldódott meg.

Frederick Soddy 1913-ban azonosította az izotópokat, és kimutatta, hogy a legtöbb elem különböző tömegű atomok természetes keveréke. Ez megmagyarázta, hogy miért esik olyan sok atomtömeg egész számok közé. A következő években kifejlesztett tömegspektrometria lehetővé tette a vegyészek számára az izotópok tömegének és gyakoriságának közvetlen mérését a becslés helyett.

1961-ben a szén-12-szabvány váltotta fel a hidrogént az atomtömeg-egység viszonyítási alapjaként. A Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Uniója (IUPAC) azóta felülvizsgálja és frissíti a szabványos atomtömegeket, legutóbb 2021-ben, ahogy a mérési módszerek fejlődtek. A 113, 115, 117 és 118 rendszámú elemek hivatalos elnevezést kaptak 2016-ban, ezzel teljessé vált a periódusos rendszer hetedik sora.

Gyakran ismételt kérdések

Mi a különbség az atomtömeg és az atomtömeg között? Az atomtömeg egyetlen atom vagy izotóp tömege. Az atomtömeg, hivatalos nevén relatív atomtömeg, az elem természetben előforduló összes izotópjának gyakoriságukkal súlyozott átlagos tömege. A két kifejezést a hétköznapi kémiában gyakran felcserélve használják, de a számológép által visszaadott értékre az atomtömeg a pontosabb megnevezés.

Miért nem egész számok az atomtömegek? Két oka van. A legtöbb elem különböző tömegű izotópok természetes keveréke, ezért az átlag egész számok közé esik. Emellett az atommag tömege valamivel kisebb, mint a protonok és neutronok tömegének összege, mert a tömeg egy része az atommagot összetartó kötési energiává alakul.

Mennyire pontosak a számológép értékei? Az értékek az IUPAC szabványos atomtömegeit követik, három és öt közötti értékes számjeggyel megadva. A stabil izotóppal nem rendelkező elemek egész tömegszámként szerepelnek, például a technécium esetében 98. Ez a pontosság elegendő a szokásos tantermi és laboratóriumi számításokhoz. A teljes bizonytalansági tartományokat igénylő munkákhoz közvetlenül az IUPAC közzétett táblázatait kell használni.

Milyen kapcsolat van az atomtömeg és a moláris tömeg között? A két érték számszerűen azonos, de eltérő mértékegységet használnak. A szén atomtömege 12,011 amu atomonként; moláris tömege 12,011 gramm/mol, ahol egy mol 6,022 × 10²³ atomot jelent.

Befolyásolja-e az atomtömeg, hogyan reagál egy elem? Közvetlenül nem. A kémiai reakciókészség elsősorban az elektronkonfigurációtól, nem a tömegtől függ. Az izotóp tömege kissé módosíthatja a reakció sebességét; ezt kinetikai izotóphatásnak nevezik, de nem változtatja meg, hogy mely reakciók mennek végbe.

Miért mutatnak egyes periódusos rendszerek egyetlen szám helyett atomtömeg-tartományokat? Néhány elem esetében a természetes izotóparányok attól függően változnak, honnan származik a minta. Az IUPAC ezeket az elemeket egyetlen rögzített szám helyett intervallummal adja meg. Ez a számológép az egyes elemekhez az IUPAC hagyományos, egyetlen értékét használja, amely a tipikus mintákhoz megfelelő.