Kalkulačka atómovej hmotnosti - Okamžite nájdite atómové hmotnosti prvkov

Čo je atómová hmotnosť?

Atómová hmotnosť je priemerná hmotnosť jedného atómu chemického prvku, vyjadrená v atómových hmotnostných jednotkách (u). Táto kalkulačka vyhľadá atómovú hmotnosť ľubovoľného prvku podľa jeho názvu alebo chemickej značky, napríklad „kyslík“ alebo „O“.

Atómová hmotnostná jednotka je definovaná ako presne 1/12 hmotnosti atómu uhlíka-12. Väčšina prvkov sa v prírode vyskytuje ako zmes izotopov, teda atómov s rovnakým počtom protónov, ale s rôznym počtom neutrónov. Atómová hmotnosť uvedená v periodickej tabuľke je váženým priemerom týchto izotopov podľa toho, ako často sa každý z nich vyskytuje.

Keďže ide o priemer, atómová hmotnosť je len zriedka celé číslo. Napríklad chlór má atómovú hmotnosť 35,45 u, hoci každý atóm chlóru má buď 35, alebo 37 nukleónov.

Vzorec pre atómovú hmotnosť

Priemerná atómová hmotnosť prvku sa vypočíta vynásobením hmotnosti každého izotopu jeho prirodzeným zastúpením a následným sčítaním výsledkov:

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

Tu $f_i$ označuje podiel atómov, ktoré sú izotopom $i$ (zapísaný ako desatinné číslo), a $m_i$ je hmotnosť tohto izotopu v atómových hmotnostných jednotkách. Súčet zahŕňa každý izotop prvku, ktorý sa vyskytuje v prírode.

Príklad výpočtu: chlór

Prírodný chlór tvorí približne 75,77 % chlór-35 (hmotnosť 34,97 u) a 24,23 % chlór-37 (hmotnosť 36,97 u). Po dosadení do vzorca:

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

Táto hodnota sa zhoduje s hodnotou uvedenou v periodickej tabuľke a s hodnotou, ktorú kalkulačka vráti pri vyhľadaní „chlór“ alebo „Cl“.

Hodnoty v tejto kalkulačke pochádzajú zo štandardných atómových hmotností publikovaných organizáciou Medzinárodná únia pre čistú a aplikovanú chémiu (IUPAC).

Ako používať kalkulačku hmotnosti prvkov

1. Do vstupného poľa zadajte názov prvku (napríklad „vodík“) alebo jeho značku (napríklad „H“).
2. Kalkulačka zobrazí názov prvku, jeho značku, atómové číslo a atómovú hmotnosť.
3. Pomocou tlačidla kopírovania skopírujte hodnotu atómovej hmotnosti.

Vyhľadávanie nerozlišuje veľké a malé písmená. Porovnáva názvy a značky bez ohľadu na veľkosť písmen, takže výrazy „iron“, „Iron“, „Fe“, „fe“ a „FE“ vrátia rovnaký výsledok: železo, atómové číslo 26, atómová hmotnosť 55,845 u.

Stručné príklady

Prečo je atómová hmotnosť dôležitá

Výpočet molekulovej hmotnosti

Atómová hmotnosť je základom molekulovej hmotnosti, teda hmotnosti celej molekuly. Vypočíta sa vynásobením atómovej hmotnosti každého prvku počtom jeho atómov v molekule a následným sčítaním výsledkov.

Voda (H₂O) má dva atómy vodíka a jeden atóm kyslíka:

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

Oxid uhličitý (CO₂) má jeden atóm uhlíka a dva atómy kyslíka:

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

Príprava roztokov

Chemici používajú molekulovú hmotnosť na odváženie zlúčenín na prípravu roztoku so známou koncentráciou. V chloride sodnom (NaCl) prispieva sodík hodnotou 22,990 u a chlór hodnotou 35,45 u, čo dáva molekulovú hmotnosť 58,44 g/mol. Na prípravu jedného litra 1-molárneho (1 M) roztoku NaCl treba odvážiť 58,44 gramov soli.

Prepojenie atómov s gramami

Jeden mól ľubovoľného prvku má hmotnosť zodpovedajúcu jeho atómovej hmotnosti v gramoch a obsahuje približne 6,022 × 10²³ atómov, čo je množstvo známe ako Avogadrovo číslo. Tento vzťah prepája mikroskopickú mierku atómov s hmotnosťami merateľnými na laboratórnych váhach a tvorí základ väčšiny výpočtov v stechiometrii, odvetví chémie zaoberajúcom sa množstvami látok v reakciách.

Stručná história atómovej hmotnosti

V roku 1803 John Dalton publikoval prvú tabuľku atómových hmotností, v ktorej stanovil vodík ako 1 a ostatné prvky meral voči nemu. Keď Dmitrij Mendelejev v roku 1869 zostavil periodickú tabuľku zoradením prvkov podľa atómovej hmotnosti, niekoľko prvkov sa zdalo byť na nesprávnom mieste. Táto záhada sa vyriešila až o desaťročia neskôr po objavení izotopov.

V roku 1961 sa vedci dohodli, že uhlík-12 bude mať presne 12 u, čím nahradili skoršie štandardy založené na kyslíku. Toto je referenčná hodnota používaná dodnes. IUPAC pravidelne preveruje merania atómových hmotností a aktualizuje štandardné hodnoty, keď to odôvodňujú nové dôkazy, hoci zmeny sú zvyčajne príliš malé na to, aby ovplyvnili bežné výpočty.

Najčastejšie otázky

Aký je rozdiel medzi atómovou hmotnosťou a relatívnou atómovou hmotnosťou?

Presne vzaté, atómová hmotnosť označuje hmotnosť jedného atómu alebo izotopu, zatiaľ čo relatívna atómová hmotnosť je váženým priemerom všetkých prirodzene sa vyskytujúcich izotopov prvku. V bežnom používaní vrátane periodických tabuliek sa tieto dva pojmy považujú za synonymá.

Prečo atómové hmotnosti nie sú celé čísla?

Pretože sú priemerom dvoch alebo viacerých izotopov s rozdielnymi hmotnosťami. Atómová hmotnosť chlóru 35,45 u leží medzi jeho dvoma bežnými izotopmi, chlórom-35 a chlórom-37, pretože oba sa v prírode vyskytujú v odlišných pomeroch.

Čo znamená, keď je atómová hmotnosť uvedená bez desatinných miest, napríklad pri technéciu 97?

Prvky bez stabilného izotopu, napríklad technécium a plutónium, nemajú prirodzenú zmes izotopov, z ktorej by sa dal vypočítať priemer. IUPAC namiesto toho uvádza hmotnostné číslo najdlhšie žijúceho známeho izotopu, zapísané v hranatých zátvorkách. Najdlhšie žijúci izotop technécia je technécium-97, preto táto kalkulačka zobrazuje 97.

Rozlišuje vyhľadávanie prvkov veľké a malé písmená?

Nie. Zadanie „fe“, „Fe“ alebo „FE“ vždy vráti železo; to isté platí pre názvy prvkov.

Ako zistím molekulovú hmotnosť zlúčeniny?

Vynásobte atómovú hmotnosť každého prvku počtom jeho výskytov vo vzorci a potom výsledky sčítajte. Pre vodu je to (2 × 1,008) + 15,999 = 18,015 u.

Odkiaľ pochádzajú tieto hodnoty atómových hmotností?

Vychádzajú zo štandardných atómových hmotností publikovaných organizáciou IUPAC, medzinárodným orgánom zodpovedným za chemické názvoslovie a normy merania. Niektoré prvky vrátane argónu a olova sa medzi prírodnými zdrojmi líšia natoľko, že IUPAC uverejňuje namiesto jedinej hodnoty rozsah. Pre tieto prvky kalkulačka zobrazuje konvenčnú hodnotu, ktorú IUPAC uvádza pre materiál s neznámym pôvodom: 39,948 u pre argón a 207,2 u pre olovo.