Atommasas kalkulators - Momentāni atrast elementu atommasas

Kas ir atommasa?

Atommasa ir viena ķīmiskā elementa atoma vidējā masa, ko mēra atommasas vienībās (u). Šis kalkulators pēc elementa nosaukuma vai ķīmiskā simbola, piemēram, “Skābeklis” vai “O”, atrod jebkura elementa atommasu.

Atommasas vienība ir definēta kā tieši 1/12 oglekļa-12 atoma masa. Lielākā daļa elementu dabā sastopami kā izotopu maisījums — tie ir atomi ar vienādu protonu skaitu, bet atšķirīgu neitronu skaitu. Periodiskajā tabulā norādītā elementa atommasa ir šo izotopu vidējā svērtā masa, kas ņem vērā katra izotopa sastopamību.

Tā kā atommasa ir vidējā vērtība, tā reti ir vesels skaitlis. Piemēram, hlora atommasa ir 35,45 u, lai gan katram hlora atomam ir vai nu 35, vai 37 nukleoni.

Atommasas formula

Elementa vidējo atommasu aprēķina, katra izotopa masu reizinot ar tā dabisko sastopamību un pēc tam saskaitot iegūtos rezultātus:

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

Šeit $f_i$ ir to atomu daļa, kas ir izotops $i$ (izteikta kā decimālskaitlis), bet $m_i$ ir šā izotopa masa atommasas vienībās. Summa ietver visus dabā sastopamos attiecīgā elementa izotopus.

Aprēķina piemērs: hlors

Dabā sastopamais hlors ir aptuveni 75,77% hlors-35 (masa 34,97 u) un 24,23% hlors-37 (masa 36,97 u). Izmantojot formulu:

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

Tas atbilst vērtībai, kas norādīta periodiskajā tabulā un ko kalkulators atgriež, kad lietotājs meklē “Hlors” vai “Cl”.

Šajā kalkulatorā izmantotās vērtības ir ņemtas no Starptautiskās tīrās un lietišķās ķīmijas savienības (IUPAC) publicētajām standarta atommasām.

Kā izmantot elementu masas kalkulatoru

1. Ievades laukā ierakstiet elementa nosaukumu (piemēram, “Ūdeņradis”) vai tā simbolu (piemēram, “H”).
2. Kalkulators parāda elementa nosaukumu, simbolu, atomskaitli un atommasu.
3. Izmantojiet kopēšanas pogu, lai kopētu atommasas vērtību.

Meklēšana nav reģistrjutīga. Tā atrod nosaukumus un simbolus neatkarīgi no lielo un mazo burtu lietojuma, tāpēc “iron”, “Iron”, “Fe”, “fe” un “FE” visi sniedz vienu un to pašu rezultātu: dzelzs, atomskaitlis 26, atommasa 55,845 u.

Īsi piemēri

Kāpēc atommasa ir svarīga

Molekulmasas aprēķināšana

Atommasa ir pamats molekulmasai — visas molekulas masai. Lai to noteiktu, katra elementa atommasu reizina ar šā elementa atomu skaitu molekulā un pēc tam saskaita iegūtās vērtības.

Ūdenī (H₂O) ir divi ūdeņraža atomi un viens skābekļa atoms:

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

Oglekļa dioksīdā (CO₂) ir viens oglekļa atoms un divi skābekļa atomi:

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

Šķīdumu pagatavošana

Ķīmiķi izmanto molekulmasu, lai nosvērtu savienojumus šķīdumam ar zināmu koncentrāciju. Nātrija hlorīdā (NaCl) nātrijs dod 22,990 u, bet hlors — 35,45 u, iegūstot molekulmasu 58,44 g/mol. Lai pagatavotu vienu litru 1 molāra (1 M) NaCl šķīduma, jānosver 58,44 grami sāls.

No atomiem līdz gramiem

Viens mols jebkura elementa sver tik gramu, cik ir tā atommasa, un satur aptuveni 6,022 × 10²³ atomu — šo lielumu sauc par Avogadro skaitli. Šī sakarība sasaista atomu mikroskopisko mērogu ar masām, ko var izmērīt ar laboratorijas svariem, un ir pamatā lielākajai daļai stehiometrijas aprēķinu. Stehiometrija ir ķīmijas nozare, kas aplūko vielu daudzumus reakcijās.

Īsa atommasas vēsture

1803. gadā Džons Daltons publicēja pirmo atommasu tabulu, pieņemot, ka ūdeņraža masa ir 1, un mērot citus elementus attiecībā pret to. Kad Dmitrijs Mendeļejevs 1869. gadā izveidoja periodisko tabulu, sakārtojot elementus pēc atommasas, daži elementi tajā šķita neiederamies. Šī mīkla netika atrisināta, līdz pēc vairākiem gadu desmitiem tika atklāti izotopi.

1804. gadā zinātnieki vienojās definēt oglekli-12 kā tieši 12 u smagu, aizstājot agrākos standartus, kuru pamatā bija skābeklis. Šo atsauces vērtību izmanto joprojām. IUPAC periodiski pārskata atommasas mērījumus un atjaunina standarta vērtības, ja jauni pierādījumi to pamato, lai gan izmaiņas parasti ir pārāk mazas, lai ietekmētu parastos aprēķinus.

Biežāk uzdotie jautājumi

Kāda ir atšķirība starp atommasu un relatīvo atommasu?

Stingri ņemot, atommasa attiecas uz viena atoma vai izotopa masu, savukārt relatīvā atommasa ir visu dabā sastopamo attiecīgā elementa izotopu atommasu svērtais vidējais. Ikdienas lietojumā, tostarp periodiskajās tabulās, šie abi termini tiek uzskatīti par sinonīmiem.

Kāpēc atommasas nav veseli skaitļi?

Tāpēc, ka tās ir divu vai vairāku izotopu ar atšķirīgām masām vidējās vērtības. Hlora atommasa 35,45 u atrodas starp diviem tā izplatītākajiem izotopiem — hloru-35 un hloru-37 —, jo dabā tie sastopami atšķirīgās proporcijās.

Ko nozīmē, ja atommasa norādīta bez decimāldaļas, piemēram, tehnēcijam 97?

Elementiem, kuriem nav stabila izotopa, piemēram, tehnēcijam un plutonijam, nav dabiska izotopu maisījuma, kura vidējo vērtību aprēķināt. Tā vietā IUPAC norāda zināmā visilgāk dzīvojošā izotopa masas skaitli, ko raksta kvadrātiekavās. Tehnēcija visilgāk dzīvojošais izotops ir tehnēcijs-97, tāpēc šis kalkulators rāda 97.

Vai elementu meklēšana ir reģistrjutīga?

Nē. Ierakstot “fe”, “Fe” vai “FE”, visos gadījumos tiek atrasts dzelzs; tas pats attiecas uz elementu nosaukumiem.

Kā atrast savienojuma molekulmasu?

Katram elementam atommasu reizina ar reižu skaitu, kādā tas parādās formulā, un pēc tam rezultātus saskaita. Ūdenim tas ir (2 × 1,008) + 15,999 = 18,015 u.

No kurienes ir iegūtas šīs atommasas vērtības?

Tās atbilst IUPAC publicētajām standarta atommasām. IUPAC ir starptautiska organizācija, kas atbild par ķīmisko nomenklatūru un mērījumu standartiem. Dažiem elementiem, tostarp argonam un svinam, vērtības atšķiras atkarībā no dabiskā avota, tāpēc IUPAC vienas vērtības vietā publicē diapazonu. Šādiem elementiem kalkulators rāda IUPAC noteikto nosacīto vērtību materiālam ar nezināmu izcelsmi: 39,948 u argonam un 207,2 u svinam.