Калькулятор атомної маси - Знайти атомну масу елемента за номером
Безкоштовний калькулятор атомної маси. Введіть будь-який атомний номер (1-118), щоб миттєво знайти атомну масу, символ елемента та його назву. Базується на даних IUPAC. Ідеально підходить для хімічних розрахунків та домашніх завдань.
Калькулятор елементів - Пошук атомної маси
Документація
Пошук атомної маси елемента — це довідковий інструмент, який визначає її за атомним номером. Введіть число від 1 до 118, і інструмент відобразить символ, назву та атомну масу відповідного елемента в атомних одиницях маси (а.о.м.).
Що означає атомна маса
Атомна маса, формально — відносна атомна маса, це середня маса атомів елемента в їхньому природному ізотопному складі. Це не маса одного атома.
Більшість елементів у природі є сумішшю ізотопів: атомів з однаковою кількістю протонів, але різною кількістю нейтронів. Атомна маса — це середньозважене значення мас цих ізотопів, зважене за поширеністю кожного з них.
Хлор є поширеним прикладом. Приблизно 76% атомів природного хлору — це хлор-35, а приблизно 24% — хлор-37. Усереднення цих мас з урахуванням поширеності дає атомну масу хлору 35,45 а.о.м. — значення між двома цілими масовими числами.
Атомна одиниця маси (а.о.м.) визначається як одна дванадцята маси атома карбону-12. Хіміки використовують цей стандарт із 1961 року.
Формула атомної маси
Для елемента з кількома ізотопами атомну масу обчислюють так:
Атомна маса = Σ (fᵢ × mᵢ)
Тут fᵢ — частка атомів, що є ізотопом i, а mᵢ — маса ізотопу i. Сума часток усіх ізотопів елемента дорівнює 1.
Елемент з одним стабільним ізотопом має атомну масу, що дорівнює масі цього ізотопу. Елементам, які взагалі не мають стабільних ізотопів, таким як технецій і всі елементи, важчі за уран, натомість приписують масове число їхнього найстабільнішого відомого ізотопу.
Як визначити атомну масу елемента
- Введіть в поле число від 1 до 118. Атомний номер — це кількість протонів у ядрі атома; він унікальний для кожного елемента: 6 — це завжди карбон, а 79 — завжди золото.
- Калькулятор показує символ, повну назву та атомну масу елемента.
- Кнопка копіювання дає змогу вставити результат в інше місце, наприклад у звіт лабораторної роботи або відповідь на домашнє завдання.
Число поза діапазоном 1–118 спричиняє появу повідомлення про помилку, оскільки підтверджених елементів із такими номерами не існує.
Приклад: визначення атомної маси кисню
Кисень має атомний номер 8. Введення числа 8 дає такий результат:
- Символ: O
- Назва: Кисень
- Атомна маса: 15,999 а.о.м.
Це значення можна використати для визначення молекулярної маси сполуки. Вода (H₂O) містить два атоми Гідрогену та один атом Оксигену:
2 × 1,008 (Гідроген) + 1 × 15,999 (Оксиген) = 18,015 а.о.м.
Атомний номер (8) не слід плутати з атомною масою (15,999). Атомний номер визначається лише кількістю протонів. Атомна маса відображає сумарну масу протонів і нейтронів у всіх природних ізотопах елемента.
Атомний номер, атомна маса та масове число: порівняння
| Властивість | Визначення | Приклад для карбону |
|---|---|---|
| Атомний номер | Протони в ядрі | 6 |
| Атомна маса | Середня маса атомів, що трапляються в природі | 12,011 а.о.м. |
| Масове число | Протони плюс нейтрони в одному ізотопі | 12 (для карбону-12) |
Атомний номер визначає належність атома до елемента та його місце в періодичній таблиці. І атомна маса, і масове число описують масу, але атомна маса є середнім значенням для ізотопів, тоді як масове число належить одному конкретному ізотопу.
Історія вимірювання атомної маси
Джон Дальтон запропонував першу таблицю відносних атомних мас на початку 1800-х років, використовуючи Гідроген як точку відліку. Його значення були приблизними оцінками, деякі з похибкою 10% або більше.
Дмитро Менделєєв створив періодичну таблицю в 1869 році, розташувавши елементи в порядку зростання атомної маси. Кілька елементів, зокрема аргон і калій, здавалися розташованими не на своїх місцях порівняно з їхніми хімічними властивостями. Цю загадку вдалося розв’язати лише після відкриття ізотопів.
Фредерік Содді ідентифікував ізотопи в 1913 році, показавши, що більшість елементів є природними сумішами атомів із різною масою. Це пояснило, чому так багато значень атомної маси є дробовими. Мас-спектрометрія, розроблена в наступні роки, дала хімікам змогу безпосередньо вимірювати маси й поширеність ізотопів, а не оцінювати їх.
У 1961 році стандарт карбону-12 замінив Гідроген як точку відліку для атомної одиниці маси. Міжнародний союз теоретичної та прикладної хімії (IUPAC) відтоді переглядає й оновлює рекомендовані значення відносних атомних мас, востаннє — у 2021 році, у міру вдосконалення методів вимірювання. Елементи 113, 115, 117 і 118 отримали офіційні назви в 2016 році, завершивши сьомий період періодичної таблиці.
Поширені запитання
У чому різниця між атомною масою та атомною вагою? Атомна маса — це маса одного атома або ізотопу. Атомна вага, формально відносна атомна маса, — це середня маса всіх природних ізотопів елемента з урахуванням їхньої поширеності. У повсякденній хімії ці терміни часто вживають як взаємозамінні, але атомна вага є точнішим терміном для значення, яке обчислює цей калькулятор.
Чому значення атомної маси не є цілими числами? Є дві причини. Більшість елементів є природними сумішами ізотопів із різною масою, тому середнє значення лежить між цілими числами. Крім того, маса ядра трохи менша за суму мас його протонів і нейтронів, оскільки частина маси перетворюється на енергію зв’язку, яка утримує ядро разом.
Наскільки точні значення в цьому калькуляторі? Значення наведено відповідно до стандартних атомних мас IUPAC і подано з точністю від трьох до п’яти значущих цифр. Елементи без стабільного ізотопу подано як ціле масове число, наприклад 98 для технецію. Такої точності достатньо для звичайних навчальних і лабораторних обчислень. Для роботи, що потребує повних діапазонів невизначеності, слід безпосередньо звертатися до опублікованих таблиць IUPAC.
Як атомна вага пов’язана з молярною масою? Ці два значення чисельно рівні, але мають різні одиниці вимірювання. Відносна атомна маса карбону становить 12,011 а.о.м., а його молярна маса — 12,011 грамів на моль, де моль — це 6,022 × 10²³ атомів.
Чи впливає атомна маса на реакційну здатність елемента? Не безпосередньо. Хімічна реакційна здатність переважно залежить від електронної конфігурації, а не від маси. Маса ізотопу може трохи змінювати швидкість реакції — цей ефект називають кінетичним ізотопним ефектом, — але не змінює того, які реакції відбуваються.
Чому в деяких періодичних таблицях наведено діапазони значень атомної маси, а не одне число? Для невеликої кількості елементів співвідношення природних ізотопів змінюються залежно від місця відбору зразка. IUPAC наводить для таких елементів інтервал, а не одне фіксоване число. Цей калькулятор використовує умовне одне значення IUPAC для кожного елемента, яке відповідає типовим зразкам.