คำนวณน้ำหนักอะตอมของธาตุใด ๆ โดยการป้อนหมายเลขอะตอม เครื่องมือที่ง่ายสำหรับนักเรียนเคมี ครู และมืออาชีพ
The Atomic Weight Finder เป็นเครื่องคิดเลขเฉพาะทางที่ช่วยให้คุณสามารถกำหนดน้ำหนักอะตอม (หรือที่เรียกว่าน้ำหนักอะตอม) ของธาตุใดๆ ได้อย่างรวดเร็วตามหมายเลขอะตอม น้ำหนักอะตอมเป็นคุณสมบัติพื้นฐานในเคมีที่แสดงถึงมวลเฉลี่ยของอะตอมของธาตุ ซึ่งวัดในหน่วยมวลอะตอม (amu) เครื่องคิดเลขนี้ให้วิธีที่ตรงไปตรงมาสำหรับการเข้าถึงข้อมูลที่สำคัญนี้ ไม่ว่าคุณจะเป็นนักเรียนที่ศึกษาเคมี นักวิชาการที่ทำงานในห้องปฏิบัติการ หรือใครก็ตามที่ต้องการเข้าถึงข้อมูลธาตุอย่างรวดเร็ว
ตารางธาตุประกอบด้วยธาตุที่ได้รับการยืนยัน 118 ธาตุ ซึ่งแต่ละธาตุมีหมายเลขอะตอมที่ไม่ซ้ำกันและน้ำหนักอะตอมที่สอดคล้องกัน เครื่องคิดเลขของเราครอบคลุมธาตุทั้งหมดนี้ ตั้งแต่ไฮโดรเจน (หมายเลขอะตอม 1) ไปจนถึงโอแกนีสซอน (หมายเลขอะตอม 118) โดยให้ค่าของน้ำหนักอะตอมที่ถูกต้องตามข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ล่าสุดจากสหภาพเคมีบริสุทธิ์และเคมีประยุกต์ระหว่างประเทศ (IUPAC)
น้ำหนักอะตอม (หรือน้ำหนักอะตอม) คือมวลเฉลี่ยของอะตอมของธาตุ โดยคำนึงถึงความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของไอโซโทปที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ มันถูกแสดงในหน่วยมวลอะตอม (amu) โดยที่ 1 amu ถูกกำหนดว่าเป็น 1/12 ของมวลของอะตอมคาร์บอน-12
สูตรในการคำนวณน้ำหนักอะตอมของธาตุที่มีไอโซโทปหลายตัวคือ:
โดยที่:
สำหรับธาตุที่มีไอโซโทปที่เสถียรเพียงตัวเดียว น้ำหนักอะตอมจะเป็นเพียงมวลของไอโซโทปนั้น สำหรับธาตุที่ไม่มีไอโซโทปที่เสถียร น้ำหนักอะตอมจะขึ้นอยู่กับไอโซโทปที่เสถียรที่สุดหรือที่ใช้บ่อยที่สุด
การค้นหาน้ำหนักอะตอมของธาตุใดๆ โดยใช้เครื่องคิดเลขของเราเป็นเรื่องง่ายและตรงไปตรงมา:
ป้อนหมายเลขอะตอม: พิมพ์หมายเลขอะตอม (ระหว่าง 1 ถึง 118) ในช่องป้อนข้อมูล หมายเลขอะตอมคือจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอมและระบุธาตุแต่ละตัวอย่างไม่ซ้ำกัน
ดูผลลัพธ์: เครื่องคิดเลขจะแสดงโดยอัตโนมัติ:
คัดลอกข้อมูล: ใช้ปุ่มคัดลอกเพื่อคัดลอกน้ำหนักอะตอมเพียงอย่างเดียวหรือข้อมูลธาตุทั้งหมดไปยังคลิปบอร์ดของคุณเพื่อใช้ในแอปพลิเคชันอื่น
เพื่อค้นหาน้ำหนักอะตอมของออกซิเจน:
เครื่องคิดเลขจะทำการตรวจสอบความถูกต้องในข้อมูลที่ผู้ใช้ป้อนดังนี้:
หมายเลขอะตอมและน้ำหนักอะตอมเป็นคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกันแต่แตกต่างกันของธาตุ:
Property | Definition | Example (Carbon) |
---|---|---|
Atomic Number | จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส | 6 |
Atomic Weight | มวลเฉลี่ยของอะตอมที่คำนึงถึงไอโซโทป | 12.011 amu |
Mass Number | ผลรวมของโปรตอนและนิวตรอนในไอโซโทปเฉพาะ | 12 (สำหรับคาร์บอน-12) |
หมายเลขอะตอมจะกำหนดเอกลักษณ์และตำแหน่งของธาตุในตารางธาตุ ในขณะที่น้ำหนักอะตอมสะท้อนถึงมวลและองค์ประกอบของไอโซโทป
การรู้จักน้ำหนักอะตอมของธาตุเป็นสิ่งสำคัญในหลายแอปพลิเคชันทางวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติ:
น้ำหนักอะตอมเป็นพื้นฐานสำหรับการคำนวณสตอคิโอเมตริกในเคมี รวมถึง:
ในเทคนิคการวิเคราะห์ เช่น:
การใช้งานรวมถึง:
ในขณะที่เครื่องคิดเลขของเรามีวิธีที่รวดเร็วและสะดวกในการค้นหาน้ำหนักอะตอม แต่มีทางเลือกหลายอย่างขึ้นอยู่กับความต้องการเฉพาะของคุณ:
ตารางธาตุที่เป็นรูปธรรม หรือดิจิทัลมักจะรวมถึงน้ำหนักอะตอมสำหรับธาตุทั้งหมด สิ่งเหล่านี้มีประโยชน์เมื่อคุณต้องการดูธาตุหลายตัวพร้อมกันหรือชอบการแสดงภาพความสัมพันธ์ระหว่างธาตุ
ข้อดี:
ข้อเสีย:
หนังสืออ้างอิงเช่น CRC Handbook of Chemistry and Physics มีข้อมูลรายละเอียดเกี่ยวกับธาตุ รวมถึงน้ำหนักอะตอมที่แม่นยำและองค์ประกอบของไอโซโทป
ข้อดี:
ข้อเสีย:
ฐานข้อมูลออนไลน์เช่น NIST Chemistry WebBook ให้ข้อมูลทางเคมีที่ครอบคลุม รวมถึงน้ำหนักอะตอมและข้อมูลไอโซโทป
ข้อดี:
ข้อเสีย:
สำหรับนักวิจัยและนักพัฒนา การเข้าถึงข้อมูลน้ำหนักอะตอมโดยโปรแกรมผ่านไลบรารีเคมีในภาษาต่างๆ เช่น Python (เช่น การใช้แพ็คเกจ mendeleev
หรือ periodictable
)
ข้อดี:
ข้อเสีย:
แนวคิดเกี่ยวกับการวัดน้ำหนักอะตอมได้พัฒนาอย่างมากในช่วงสองศตวรรษที่ผ่านมา สะท้อนให้เห็นถึงความเข้าใจที่เพิ่มขึ้นของเราเกี่ยวกับโครงสร้างอะตอมและไอโซโทป
พื้นฐานสำหรับการวัดน้ำหนักอะตอมถูกวางโดย John Dalton ในต้นปี 1800 ด้วยทฤษฎีอะตอมของเขา ดัลตันได้กำหนดให้ไฮโดรเจนมีน้ำหนักอะตอม 1 และวัดธาตุอื่นๆ เกี่ยวกับมัน
ในปี 1869 ดมิทรี เมนเดลิฟได้เผยแพร่ตารางธาตุที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางเป็นครั้งแรก โดยจัดเรียงธาตุตามน้ำหนักอะตอมที่เพิ่มขึ้นและคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกัน การจัดเรียงนี้เปิดเผยรูปแบบตามระยะในคุณสมบัติของธาตุ แม้ว่าจะมีความผิดปกติบางประการเกิดขึ้นเนื่องจากการวัดน้ำหนักอะตอมที่ไม่ถูกต้องในเวลานั้น
การค้นพบไอโซโทปโดย Frederick Soddy ในปี 1913 ได้ปฏิวัติความเข้าใจของเราเกี่ยวกับน้ำหนักอะตอม นักวิทยาศาสตร์ตระหนักว่าธาตุหลายชนิดมีอยู่ในรูปแบบของไอโซโทปที่ผสมกันซึ่งมีมวลแตกต่างกัน ซึ่งอธิบายได้ว่าทำไมน้ำหนักอะตอมจึงมักไม่เป็นจำนวนเต็ม
ในปี 1920 ฟรานซิส แอสตันได้ใช้สเปกโตรกราฟมวลเพื่อวัดมวลและความอุดมสมบูรณ์ของไอโซโทปอย่างแม่นยำ ซึ่งช่วยปรับปรุงความถูกต้องของน้ำหนักอะตอมอย่างมาก
ในปี 1961 คาร์บอน-12 ได้แทนที่ไฮโดรเจนเป็นมาตรฐานอ้างอิงสำหรับน้ำหนักอะตอม โดยกำหนดให้หน่วยมวลอะตอม (amu) เท่ากับ 1/12 ของมวลของอะตอมคาร์บอน-12
ในปัจจุบัน สหภาพเคมีบริสุทธิ์และเคมีประยุกต์ระหว่างประเทศ (IUPAC) จะตรวจสอบและอัปเดตน้ำหนักอะตอมมาตรฐานอย่างสม่ำเสมอโดยอิงจากการวัดและการค้นพบใหม่ สำหรับธาตุที่มีองค์ประกอบไอโซโทปที่เปลี่ยนแปลงได้ในธรรมชาติ (เช่น ไฮโดรเจน คาร์บอน และออกซิเจน) IUPAC จะให้ค่าช่วงแทนที่จะเป็นค่าตัวเดียวเพื่อสะท้อนถึงความแปรปรวนตามธรรมชาตินี้
การเสร็จสิ้นของแถวที่เจ็ดของตารางธาตุในปี 2016 โดยการยืนยันของธาตุ 113, 115, 117 และ 118 ถือเป็นเหตุการณ์สำคัญในความเข้าใจของเราเกี่ยวกับธาตุ สำหรับธาตุที่มีน้ำหนักอะตอมที่ไม่มีไอโซโทปที่เสถียร การคำนวณน้ำหนักอะตอมจะขึ้นอยู่กับไอโซโทปที่เสถียรที่สุดที่รู้จัก
นี่คือตัวอย่างในภาษาต่างๆ ที่แสดงวิธีการดำเนินการค้นหาน้ำหนักอะตอม:
1# Python implementation of atomic weight lookup
2def get_atomic_weight(atomic_number):
3 # Dictionary of elements with their atomic weights
4 elements = {
5 1: {"symbol": "H", "name": "Hydrogen", "weight": 1.008},
6 2: {"symbol": "He", "name": "Helium", "weight": 4.0026},
7 6: {"symbol": "C", "name": "Carbon", "weight": 12.011},
8 8: {"symbol": "O", "name": "Oxygen", "weight": 15.999},
9 # Add more elements as needed
10 }
11
12 if atomic_number in elements:
13 return elements[atomic_number]
14 else:
15 return None
16
17# Example usage
18element = get_atomic_weight(8)
19if element:
20 print(f"{element['name']} ({element['symbol']}) has an atomic weight of {element['weight']} amu")
21
1// JavaScript implementation of atomic weight lookup
2function getAtomicWeight(atomicNumber) {
3 const elements = {
4 1: { symbol: "H", name: "Hydrogen", weight: 1.008 },
5 2: { symbol: "He", name: "Helium", weight: 4.0026 },
6 6: { symbol: "C", name: "Carbon", weight: 12.011 },
7 8: { symbol: "O", name: "Oxygen", weight: 15.999 },
8 // Add more elements as needed
9 };
10
11 return elements[atomicNumber] || null;
12}
13
14// Example usage
15const element = getAtomicWeight(8);
16if (element) {
17 console.log(`${element.name} (${element.symbol}) has an atomic weight of ${element.weight} amu`);
18}
19
1// Java implementation of atomic weight lookup
2import java.util.HashMap;
3import java.util.Map;
4
5public class AtomicWeightCalculator {
6 private static final Map<Integer, Element> elements = new HashMap<>();
7
8 static {
9 elements.put(1, new Element("H", "Hydrogen", 1.008));
10 elements.put(2, new Element("He", "Helium", 4.0026));
11 elements.put(6, new Element("C", "Carbon", 12.011));
12 elements.put(8, new Element("O", "Oxygen", 15.999));
13 // Add more elements as needed
14 }
15
16 public static Element getElement(int atomicNumber) {
17 return elements.get(atomicNumber);
18 }
19
20 public static void main(String[] args) {
21 Element oxygen = getElement(8);
22 if (oxygen != null) {
23 System.out.printf("%s (%s) has an atomic weight of %.3f amu%n",
24 oxygen.getName(), oxygen.getSymbol(), oxygen.getWeight());
25 }
26 }
27
28 static class Element {
29 private final String symbol;
30 private final String name;
31 private final double weight;
32
33 public Element(String symbol, String name, double weight) {
34 this.symbol = symbol;
35 this.name = name;
36 this.weight = weight;
37 }
38
39 public String getSymbol() { return symbol; }
40 public String getName() { return name; }
41 public double getWeight() { return weight; }
42 }
43}
44
1' Excel VBA function to look up atomic weight
2Function GetAtomicWeight(atomicNumber As Integer) As Variant
3 Dim weight As Double
4
5 Select Case atomicNumber
6 Case 1
7 weight = 1.008 ' Hydrogen
8 Case 2
9 weight = 4.0026 ' Helium
10 Case 6
11 weight = 12.011 ' Carbon
12 Case 8
13 weight = 15.999 ' Oxygen
14 ' Add more cases as needed
15 Case Else
16 GetAtomicWeight = CVErr(xlErrNA)
17 Exit Function
18 End Select
19
20 GetAtomicWeight = weight
21End Function
22
23' Usage in a worksheet: =GetAtomicWeight(8)
24
1// C# implementation of atomic weight lookup
2using System;
3using System.Collections.Generic;
4
5class AtomicWeightCalculator
6{
7 private static readonly Dictionary<int, (string Symbol, string Name, double Weight)> Elements =
8 new Dictionary<int, (string, string, double)>
9 {
10 { 1, ("H", "Hydrogen", 1.008) },
11 { 2, ("He", "Helium", 4.0026) },
12 { 6, ("C", "Carbon", 12.011) },
13 { 8, ("O", "Oxygen", 15.999) },
14 // Add more elements as needed
15 };
16
17 public static (string Symbol, string Name, double Weight)? GetElement(int atomicNumber)
18 {
19 if (Elements.TryGetValue(atomicNumber, out var element))
20 return element;
21 return null;
22 }
23
24 static void Main()
25 {
26 var element = GetElement(8);
27 if (element.HasValue)
28 {
29 Console.WriteLine($"{element.Value.Name} ({element.Value.Symbol}) has an atomic weight of {element.Value.Weight} amu");
30 }
31 }
32}
33
น้ำหนักอะตอม หมายถึงมวลของไอโซโทปเฉพาะของธาตุ วัดในหน่วยมวลอะตอม (amu) มันเป็นค่าที่แม่นยำสำหรับรูปแบบไอโซโทปเฉพาะของธาตุ
น้ำหนักอะตอม คือมวลเฉลี่ยของน้ำหนักอะตอมทั้งหมดของไอโซโทปที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติของธาตุ โดยคำนึงถึงความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของไอโซโทป สำหรับธาตุที่มีไอโซโทปที่เสถียรเพียงตัวเดียว น้ำหนักอะตอมและน้ำหนักอะตอมจะเท่ากัน
น้ำหนักอะตอมไม่เป็นจำนวนเต็มเนื่องจากสองเหตุผลหลัก:
ตัวอย่างเช่น คลอรีนมีน้ำหนักอะตอม 35.45 เนื่องจากมันเกิดขึ้นตามธรรมชาติประมาณ 76% คลอรีน-35 และ 24% คลอรีน-37
น้ำหนักอะตอมในเครื่องคิดเลขนี้อิงจากคำแนะนำล่าสุดของ IUPAC และมักจะมีความแม่นยำถึง 4-5 หลักที่สำคัญสำหรับธาตุส่วนใหญ่ สำหรับธาตุที่มีองค์ประกอบไอโซโทปที่เปลี่ยนแปลงได้ตามธรรมชาติ ค่าจะเป็นน้ำหนักอะตอมมาตรฐานสำหรับตัวอย่างบนพื้นดินทั่วไป
ใช่ ค่าที่ยอมรับสำหรับน้ำหนักอะตอมสามารถเปลี่ยนแปลงได้จากหลายเหตุผล:
IUPAC จะตรวจสอบและอัปเดตน้ำหนักอะตอมมาตรฐานเพื่อสะท้อนข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ที่ดีที่สุดที่มีอยู่
สำหรับธาตุสังเคราะห์ (โดยทั่วไปแล้วคือธาตุที่มีหมายเลขอะตอมสูงกว่า 92) ซึ่งมักไม่มีไอโซโทปที่เสถียรและมีอยู่เพียงชั่วคราวในสภาพแวดล้อมในห้องปฏิบัติการ น้ำหนักอะตอมจะขึ้นอยู่กับมวลของไอโซโทปที่เสถียรที่สุดที่ศึกษา ค่าที่เหล่านี้มีความไม่แน่นอนมากกว่าธาตุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติและอาจมีการปรับปรุงเมื่อมีข้อมูลเพิ่มเติม
ตั้งแต่ปี 2009 IUPAC ได้ระบุธาตุบางชนิดด้วยค่าช่วง (interval values) แทนที่จะเป็นค่าตัวเดียวสำหรับน้ำหนักอะตอมมาตรฐาน นี่สะท้อนถึงความจริงที่ว่าองค์ประกอบไอโซโทปของธาตุเหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมีนัยสำคัญขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาของตัวอย่าง ธาตุที่มีน้ำหนักอะตอมเป็นช่วงรวมถึงไฮโดรเจน คาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน และธาตุอื่นๆ
เครื่องคิดเลขนี้ให้ค่าของน้ำหนักอะตอมมาตรฐานสำหรับธาตุ ซึ่งเป็นน้ำหนักเฉลี่ยของไอโซโทปทั้งหมดที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ สำหรับมวลของไอโซโทปเฉพาะ คุณจะต้องใช้ฐานข้อมูลหรือข้อมูลอ้างอิงเฉพาะทางไอโซโทป
น้ำหนักอะตอมของธาตุที่แสดงในหน่วยมวลอะตอม (amu) จะเท่ากับมวลโมลาร์ของธาตุนั้นที่แสดงในกรัมต่อโมล (g/mol) ตัวอย่างเช่น คาร์บอนมีน้ำหนักอะตอม 12.011 amu และมวลโมลาร์ 12.011 g/mol
ในขณะที่น้ำหนักอะตอมมีผลกระทบต่อคุณสมบัติทางกายภาพเช่น ความหนาแน่นและอัตราการแพร่กระจาย แต่มันมักจะมีผลกระทบน้อยต่อคุณสมบัติทางเคมี ซึ่งถูกกำหนดโดยโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์เป็นหลัก อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างของไอโซโทปสามารถส่งผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา (kinetic isotope effects) และสมดุลในบางกรณี โดยเฉพาะสำหรับธาตุที่มีน้ำหนักเบาเช่น ไฮโดรเจน
ในการคำนวณน้ำหนักโมเลกุลของสารประกอบ ให้รวมมวลของน้ำหนักอะตอมทั้งหมดในโมเลกุล ตัวอย่างเช่น น้ำ (H₂O) มีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากับ: 2 × (น้ำหนักอะตอมของ H) + 1 × (น้ำหนักอะตอมของ O) = 2 × 1.008 + 15.999 = 18.015 amu
International Union of Pure and Applied Chemistry. "Atomic Weights of the Elements 2021." Pure and Applied Chemistry, 2021. https://iupac.org/atomic-weights/
Meija, J., et al. "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)." Pure and Applied Chemistry, vol. 88, no. 3, 2016, pp. 265-291.
National Institute of Standards and Technology. "Atomic Weights and Isotopic Compositions." NIST Standard Reference Database 144, 2022. https://www.nist.gov/pml/atomic-weights-and-isotopic-compositions-relative-atomic-masses
Wieser, M.E., et al. "Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)." Pure and Applied Chemistry, vol. 85, no. 5, 2013, pp. 1047-1078.
Coplen, T.B., et al. "Isotope-abundance variations of selected elements (IUPAC Technical Report)." Pure and Applied Chemistry, vol. 74, no. 10, 2002, pp. 1987-2017.
Greenwood, N.N., and Earnshaw, A. Chemistry of the Elements. 2nd ed., Butterworth-Heinemann, 1997.
Chang, Raymond. Chemistry. 13th ed., McGraw-Hill Education, 2020.
Emsley, John. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press, 2011.
ป้อนหมายเลขอะตอมใดๆ ระหว่าง 1 ถึง 118 เพื่อค้นหาน้ำหนักอะตอมที่สอดคล้องกันของธาตุทันที ไม่ว่าคุณจะเป็นนักเรียน นักวิจัย หรือผู้เชี่ยวชาญ เครื่องคิดเลขของเรามีข้อมูลที่ถูกต้องที่คุณต้องการสำหรับการคำนวณทางเคมีของคุณ
ค้นพบเครื่องมือเพิ่มเติมที่อาจมีประโยชน์สำหรับการทำงานของคุณ