Калкулатор атомске тежине - Пронађите атомску масу елемента по броју

Алат за проналажење атомске тежине претраживањем враћа атомску тежину елемента на основу његовог атомског броја. Унесите број од 1 до 118 и алат ће приказати симбол, назив и атомску тежину одговарајућег елемента у јединицама атомске масе (u).

Шта значи атомска тежина

Атомска тежина, формално названа релативна атомска маса, јесте просечна маса атома неког елемента онаквих какви се јављају у природи. То није маса једног атома.

Већина елемената се у природи јавља као смеша изотопа: атома са истим бројем протона, али различитим бројем неутрона. Атомска тежина је пондерисани просек маса тих изотопа, при чему се пондерисање врши према учесталости њиховог појављивања.

Хлор је чест пример. Око 76% атома хлора у природи чини хлор-35, а око 24% хлор-37. Усредњавањем ових маса према њиховој заступљености добија се атомска тежина хлора од 35,45 u, што је вредност између два цела масена броја.

Јединица атомске масе (u) дефинисана је као једна дванаестина масе атома угљеника-12. Хемичари користе овај стандард од 1961. године.

Формула атомске тежине

За елемент са више од једног изотопа, атомска тежина се израчунава овако:

Атомска тежина = Σ (fᵢ × mᵢ)

Овде је fᵢ удео атома који су изотоп i, а mᵢ је маса изотопа i. Удели свих изотопа неког елемента у збиру дају 1.

Елемент који има само један стабилан изотоп има атомску тежину једнаку маси тог изотопа. Елементима који уопште немају стабилне изотопе, као што су технецијум и сви елементи тежи од уранијума, уместо тога се додељује масени број њиховог најстабилнијег познатог изотопа.

Како пронаћи атомску тежину елемента

1. Унесите атомски број између 1 и 118 у поље за унос. Атомски број је број протона у језгру атома и јединствен је за сваки елемент — 6 је увек угљеник, а 79 је увек злато.
2. Калкулатор приказује симбол, пуни назив и атомску тежину елемента.
3. Дугме за копирање омогућава да се резултат налепи на друго место, на пример у лабораторијски извештај или одговор на домаћи задатак.

Број изван опсега 1–118 даје поруку о грешци, јер тамо не постоји ниједан потврђен елемент.

Пример: проналажење атомске тежине кисеоника

Кисеоник има атомски број 8. Уносом броја 8 добија се:

• Симбол: O
• Назив: Кисеоник
• Атомска тежина: 15,999 а.ј.м.

Та вредност се може употребити за израчунавање молекулске масе једињења. Вода (H₂O) садржи два атома водоника и један атом кисеоника:

2 × 1,008 (водоник) + 1 × 15,999 (кисеоник) = 18,015 а.ј.м.

Атомски број (8) не треба мешати са атомском тежином (15,999). Атомски број представља само број протона. Атомска тежина одражава укупну масу протона и неутрона у свим природно присутним изотопима елемента.

Атомски број у односу на атомску тежину и масени број

Атомски број одређује идентитет елемента и његово место у периодном систему. Атомска тежина и масени број описују масу, али атомска тежина представља просек изотопа, док масени број припада једном одређеном изотопу.

Историја мерења атомске тежине

Џон Далтон је предложио прву таблицу атомских тежина почетком 1800-их, користећи водоник као референтну тачку. Његове вредности биле су грубе процене, а неке су одступале за 10% или више.

Дмитриј Мендељејев је направио периодни систем 1869. године, ређајући елементе према атомској тежини. Неколико елемената, укључујући аргон и калијум, деловало је као да није на правом месту у поређењу са својствима тих елемената. Загонетка је решена тек након открића изотопа.

Фредерик Соди је идентификовао изотопе 1913. године, показавши да су већина елемената природне смеше атома различитих маса. То је објаснило зашто се толике атомске тежине налазе између целих бројева. Масена спектрометрија, развијена током наредних година, омогућила је хемичарима да директно мере масе и заступљеност изотопа, уместо да их процењују.

1961. године стандард са угљеником-12 заменио је водоник као референтну тачку за јединицу атомске масе. Међународна унија за чисту и примењену хемију (IUPAC) од тада преиспитује и ажурира стандардне атомске тежине, последњи пут 2021. године, како су се технике мерења усавршавале. Елементи 113, 115, 117 и 118 добили су званична имена 2016. године, чиме је завршен седми ред периодног система.

Најчешће постављана питања

Која је разлика између атомске тежине и атомске масе? Атомска маса је маса једног атома или изотопа. Атомска тежина, формално релативна атомска маса, јесте просечна маса свих природно присутних изотопа неког елемента, пондерисана према њиховој заступљености. Ова два израза се у свакодневној хемији често користе као синоними, али атомска тежина је прецизнији израз за вредност коју враћа овај калкулатор.

Зашто атомске тежине нису цели бројеви? Постоје два разлога. Већина елемената су природне смеше изотопа различитих маса, па просек пада између целих бројева. Поред тога, маса језгра је нешто мања од збира маса његових протона и неутрона, јер се део масе претвара у енергију везе која држи језгро на окупу.

Колико су тачне вредности у овом калкулатору? Вредности прате стандардне атомске тежине IUPAC-а и наведене су са три до пет значајних цифара. Елементи без стабилног изотопа наведени су целим масеним бројем, на пример 98 за технецијум. Тај ниво прецизности довољан је за уобичајене школске и лабораторијске прорачуне. За радове који захтевају потпуне интервале несигурности треба директно консултовати објављене таблице IUPAC-а.

Како је атомска тежина повезана са моларном масом? Те две вредности су бројчано једнаке, али користе различите јединице. Атомска тежина угљеника је 12,011 u по атому, а његова моларна маса је 12,011 грама по молу, при чему је мол 6,022 × 10²³ атома.

Да ли атомска тежина утиче на начин на који елемент реагује? Не директно. Хемијска реактивност углавном зависи од електронске конфигурације, а не од масе. Маса изотопа може незнатно да промени брзину реакције, што се назива кинетички изотопски ефекат, али не мења то које се реакције одвијају.

Зашто неке периодне таблице приказују опсеге атомске тежине уместо појединачних бројева? Код малог броја елемената односи природних изотопа варирају у зависности од места са ког је узет узорак. IUPAC те елементе наводи интервалом, а не једним фиксним бројем. Овај калкулатор користи конвенционалну појединачну вредност IUPAC-а за сваки елемент, која одговара типичним узорцима.