Ատոմային զանգված բոլոր ատոմների կամ մոլեկուլների բոլոր պրոտոնների, նեյտրոնների և էլեկտրոնների գումարն է: Էլեկտրոնի զանգվածն այնքան փոքր է, որ այն կարելի է անտեսել և հաշվի չառնել: Թեև տեխնիկապես սխալ է, ատոմային զանգված տերմինը նաև հաճախ օգտագործվում է ՝ տարրի բոլոր իզոտոպների միջին ատոմային զանգվածին վերաբերելու համար: Այս երկրորդ սահմանումը իրականում հարաբերական ատոմային զանգված է, որը նաև հայտնի է որպես ատոմային քաշը տարր. Ատոմային քաշը հաշվի է առնում նույն տարրի բնական բնական իզոտոպների միջին զանգվածը: Քիմիկոսները պետք է տարբերեն ատոմային զանգվածի այս երկու տեսակները `իրենց աշխատանքը ղեկավարելու համար, օրինակ` ատոմային զանգվածի սխալ արժեքը կարող է հանգեցնել փորձարարական արդյունքների սխալ հաշվարկի:
Քայլ
Մեթոդ 1 -ից 3 -ը ՝ Ատոմային զանգվածի ընթերցում պարբերական համակարգում
Քայլ 1. Հասկացեք, թե ինչպես ներկայացնել ատոմային զանգվածը:
Ատոմային զանգվածը ատոմի կամ մոլեկուլի զանգվածն է: Ատոմային զանգվածը կարող է արտահայտվել ստանդարտ SI զանգվածային միավորներով `գրամ, կիլոգրամ և այլն: Այնուամենայնիվ, քանի որ այս միավորներով արտահայտված ատոմային զանգվածը շատ փոքր է, ատոմային զանգվածը հաճախ արտահայտվում է բարդ ատոմային զանգվածի միավորներով (սովորաբար u կամ amu հապավումներով): Մեկ ատոմային զանգվածի միավորի ստանդարտը ածխածնի 12 ստանդարտ իզոտոպի զանգվածի 1/12 է:
Ատոմային զանգվածի միավորը արտահայտում է տարրի կամ մոլեկուլի մեկ մոլի զանգվածը գրամներով: Սա շատ օգտակար հատկություն է գործնական հաշվարկներում, քանի որ այս միավորը հեշտացնում է փոխակերպումը նույն տեսակի ատոմների կամ մոլեկուլների զանգվածների և մոլերի միջև:
Քայլ 2. Պարբերական համակարգում գտեք ատոմային զանգվածը:
Պարբերական աղյուսակների մեծ մասը թվարկում է յուրաքանչյուր տարրի հարաբերական ատոմային զանգվածը (ատոմային քաշը): Այս զանգվածը գրեթե միշտ թվարկված է որպես աղյուսակի տարրերի ցանցի ներքևի համար ՝ քիմիական նշանի ներքևում, որը կարդում է մեկ կամ երկու տառ: Այս թիվը սովորաբար ներկայացվում է որպես տասնորդական, այլ ոչ թե որպես ամբողջական թիվ:
- Նշենք, որ պարբերական աղյուսակում թվարկված հարաբերական ատոմային զանգվածները հարակից տարրերի միջին արժեքներն են: Քիմիական տարրերն ունեն տարբեր իզոտոպներ `քիմիական ձևեր, որոնք ունեն տարբեր զանգվածներ` ատոմային միջուկից մեկ կամ մի քանի նեյտրոնների ավելացման կամ հանման պատճառով: Այսպիսով, պարբերական աղյուսակում թվարկված հարաբերական ատոմային զանգվածը կարող է օգտագործվել որպես միջին տարրի որոշակի տարրի ատոմների համար, բայց ոչ որպես տարրի մեկ ատոմի զանգված:
- Հարաբերական ատոմային զանգվածները, ինչպիսիք են պարբերական համակարգում, օգտագործվում են ատոմների և մոլեկուլների մոլային զանգվածները հաշվարկելու համար: Ատոմային զանգվածը, երբ ամուում ներկայացված է ինչպես պարբերական համակարգում, տեխնիկապես չունի միավորներ: Այնուամենայնիվ, ատոմային զանգվածը 1 գ/մոլով բազմապատկելը մեզ տալիս է մի մեծություն, որը կարող է օգտագործվել տարրի մոլային զանգվածի համար ՝ տարրի ատոմի մեկ մոլի զանգվածը (գրամներով):
Քայլ 3. Հասկացեք, որ պարբերական համակարգի արժեքները տարրի միջին ատոմային զանգվածներն են:
Ինչպես արդեն բացատրվել է, պարբերական համակարգի յուրաքանչյուր տարրի համար թվարկված հարաբերական ատոմային զանգվածը ատոմի բոլոր իզոտոպների միջին արժեքն է: Այս միջինը կարևոր է բազմաթիվ գործնական հաշվարկների համար. Օրինակ ՝ մի քանի ատոմից բաղկացած մոլեկուլի մոլային զանգվածի հաշվարկը: Այնուամենայնիվ, առանձին ատոմների հետ աշխատելիս այս թիվը երբեմն բավարար չէ:
- Պարբերական աղյուսակի արժեքը ոչ մի ատոմային զանգվածի ճշգրիտ արժեք չէ, քանի որ այն միջինը մի քանի տարբեր տեսակի իզոտոպների է:
- Առանձին ատոմների ատոմային զանգվածները պետք է հաշվարկվեն ՝ հաշվի առնելով մեկ ատոմում պրոտոնների և նեյտրոնների ճշգրիտ թիվը:
Մեթոդ 2 3 -ից. Ատոմային զանգվածի հաշվարկ առանձին ատոմների համար
Քայլ 1. Գտիր տարրի կամ իզոտոպի ատոմային թիվը:
Ատոմային համարը տարրերի պրոտոնների քանակն է և չունի տարբեր թիվ: Օրինակ ՝ ջրածնի բոլոր ատոմները և միայն ջրածնի ատոմներն ունեն մեկ պրոտոն: Նատրիումը ունի 11 ատոմային թիվ, քանի որ նրա միջուկն ունի տասնմեկ պրոտոն, իսկ թթվածինը ՝ 8 ատոմային, քանի որ նրա միջուկն ունի ութ պրոտոն: Դուք կարող եք գտնել պարբերական համակարգի ցանկացած տարրի ատոմային համարը `գրեթե ցանկացած ստանդարտ պարբերական աղյուսակում: Ատոմային համարը քիմիական խորհրդանիշի վերևում գտնվող թիվն է, որը կարդում է մեկ կամ երկու տառ: Այս թիվը միշտ դրական ամբողջ թիվ է:
- Ենթադրենք, մենք աշխատում ենք ածխածնի ատոմների հետ: Ածխածինը միշտ ունի վեց պրոտոն: Այսպիսով, մենք գիտենք, որ նրա ատոմային թիվը 6 է: Մենք նաև պարբերական համակարգում տեսնում ենք, որ ածխածնի (C) տուփը վերևում ունի «6» թիվը, ինչը ցույց է տալիս, որ ածխածնի ատոմային թիվը վեցն է:
- Նկատի ունեցեք, որ տարրի ատոմային թիվը ուղղակի ազդեցություն չունի նրա հարաբերական ատոմային զանգվածի վրա, ինչպես գրված է պարբերական համակարգում: Թեև հավանական է թվում, որ ատոմի ատոմային զանգվածը երկու անգամ գերազանցում է իր ատոմային թվին (հատկապես պարբերական համակարգի վերևում գտնվող տարրերի միջև), ատոմային զանգվածը երբեք չի հաշվարկվում ՝ տարրի ատոմային թիվը երկուսի բազմապատկելով:
Քայլ 2. Գտեք միջուկի նեյտրոնների թիվը:
Նեյտրոնների քանակը կարող է տարբեր լինել որոշակի տարրի ատոմների համար: Չնայած նույն ատոմի պրոտոններով և նեյտրոնների տարբեր թվով երկու ատոմներ նույն տարրն են, դրանք տարրի տարբեր իզոտոպներ են: Ի տարբերություն տարրերի պրոտոնների թվի, որը երբեք չի փոխվում, տվյալ տարրի ատոմների նեյտրոնների թիվը կարող է տարբեր լինել, ուստի տարրի միջին ատոմային զանգվածը պետք է ներկայացվի որպես տասնորդական արժեք երկու ամբողջ թվերի միջև:
- Նեյտրոնների թիվը կարող է որոշվել ՝ որոշելով տարրի իզոտոպը: Օրինակ ՝ ածխածն -14-ը ածխածնի -12-ի բնական ռադիոակտիվ իզոտոպ է: Հաճախ դուք կտեսնեք իզոտոպներ, որոնք փոքր թվով վերագրված են վերևում (վերնագիր) ՝ տարրի խորհրդանիշից առաջ. 14Գ. Նեյտրոնների թիվը հաշվարկվում է իզոտոպների թվից հանելով պրոտոնների թիվը `14 - 6 = 8 նեյտրոն:
- Ենթադրենք, ածխածնի ատոմը, որի հետ մենք աշխատում ենք, ունի վեց նեյտրոն (12Գ) Այն ածխածնի ամենատարածված իզոտոպն է, որը կազմում է ածխածնի բոլոր ատոմների գրեթե 99% -ը: Այնուամենայնիվ, ածխածնի ատոմների մոտ 1% -ն ունի 7 նեյտրոն (13Գ) Ածխածնի ատոմների մյուս տեսակները, որոնք ունեն 6 կամ 7 նեյտրոնից ավելի կամ պակաս, թվով շատ քիչ են:
Քայլ 3. Ավելացրեք պրոտոնների և նեյտրոնների հաշվարկը:
Սա ատոմի ատոմային զանգվածն է: Մի անհանգստացեք միջուկի շուրջը պտտվող էլեկտրոնների քանակի մասին. Համակցված զանգվածն այնքան փոքր է, որ գործնականում շատ դեպքերում այս զանգվածը չի ազդի ձեր պատասխանի վրա:
- Մեր ածխածնի ատոմն ունի 6 պրոտոն + 6 նեյտրոն = 12. Այս ածխածնի ատոմի ատոմային զանգվածը 12 է: Այնուամենայնիվ, եթե ատոմը ածխածնի -13 իզոտոպ է, մենք գիտենք, որ ատոմն ունի 6 պրոտոն + 7 նեյտրոն / ատոմային քաշ 13 -ից
- Ածխածնի 13-ի իրական ատոմային քաշը 13,003355 է, և այս քաշը ավելի ճշգրիտ է, քանի որ այն որոշվել է փորձարարական եղանակով:
- Ատոմային զանգվածը գրեթե հավասար է տարրի իզոտոպների թվին: Հիմնական հաշվարկների համար իզոտոպների թիվը հավասար է ատոմային զանգվածին: Փորձնական որոշման դեպքում ատոմային զանգվածը փոքր -ինչ ավելի մեծ է, քան իզոտոպների քանակը `էլեկտրոնների շատ փոքր զանգվածային ներդրման պատճառով:
3 -ից 3 -րդ մեթոդ. Տարրի հարաբերական ատոմային զանգվածի (ատոմային քաշի) հաշվարկ
Քայլ 1. Որոշեք նմուշում առկա իզոտոպները:
Քիմիկոսները հաճախ որոշում են նմուշի հարաբերական իզոտոպիկ համամասնությունները `օգտագործելով հատուկ գործիք, որը կոչվում է զանգվածային սպեկտրոմետր: Այնուամենայնիվ, քիմիայի դասերին ուսանողների և քոլեջի ուսանողների համար այս տեղեկատվությունը հաճախ տրվում է ձեզ դպրոցական թեստերում և այլն ՝ գիտական գրականության մեջ որոշված գնահատականների տեսքով:
Մեր նպատակների համար ասենք, որ մենք աշխատում ենք ածխածն -12 և ածխածն -13 իզոտոպներով:
Քայլ 2. Որոշեք նմուշի յուրաքանչյուր իզոտոպի հարաբերական առատությունը:
Տրված տարրի մեջ տարբեր իզոտոպներ են առաջանում տարբեր համամասնություններով: Այս համամասնությունը գրեթե միշտ նշվում է որպես տոկոս: Որոշ իզոտոպներ ունեն շատ տարածված համամասնություններ, իսկ մյուսները ՝ չափազանց հազվադեպ, երբեմն ՝ այնքան հազվադեպ, որ այդ համամասնությունները հազիվ նկատելի են: Այս տեղեկատվությունը կարող է որոշվել զանգվածային սպեկտրոմետրիայի միջոցով կամ տեղեկատու գրքերից:
Ենթադրենք, ածխածնի -12-ի առատությունը 99% է, իսկ ածխածնի-13-ի առատությունը ՝ 1%: Այլ ածխածնի իզոտոպներ գոյություն ունեն, բայց այնքան փոքր քանակությամբ, որ դրանք կարող են անտեսվել այս օրինակի խնդրում:
Քայլ 3. Յուրաքանչյուր իզոտոպի ատոմային զանգվածը բազմապատկեք նմուշում նրա համամասնությամբ:
Յուրաքանչյուր իզոտոպի ատոմային զանգվածը բազմապատկեք դրա առատության տոկոսով (գրված է տասնորդական թվով): Տոկոսը տասնորդական դարձնելու համար պարզապես տոկոսը բաժանեք 100 -ի: Տասնորդական դարձված տոկոսների թիվը միշտ կլինի 1:
- Մեր նմուշը պարունակում է ածխածն -12 և ածխածն -13: Եթե ածխածն -12-ը կազմում է նմուշի 99% -ը, իսկ ածխածինը -13- ը `նմուշի 1% -ը, բազմապատկեք 12-ը (ածխածնի 12-ի ատոմային զանգվածը) 0.99-ով և 13-ը (ածխածնի -13-ի ատոմային զանգվածը)` 0.01-ով:
- Տեղեկատու գրքերը ձեզ կտան տոկոսային համամասնություններ ՝ հիմնված տարրի իզոտոպների բոլոր հայտնի քանակությունների վրա: Քիմիայի դասագրքերի մեծ մասը ներառում է այս տեղեկատվությունը գրքի հետևի մասում գտնվող աղյուսակում: Massանգվածային սպեկտրոմետրը կարող է նաև որոշել փորձարկվող նմուշի համամասնությունը:
Քայլ 4. Ավելացրեք արդյունքները:
Ավելացրեք նախորդ քայլի կատարած բազմապատկման արդյունքները: Այս գումարի արդյունքը ձեր տարրի հարաբերական ատոմային զանգվածն է `ձեր տարրի իզոտոպների ատոմային զանգվածների միջինը: Ընդհանուր առմամբ, և ոչ թե տարրի հատուկ իզոտոպներ քննարկելիս, օգտագործվում է այս արժեքը:
