Atomová hmotnost je průměrná hmotnost atomů určitého chemického prvku. Je známa a používána zaměnitelně jako atomová hmota, i když doslova význam každého z nich je odlišný.
Termín 'váha' ve fyzice znamená sílu vyvíjenou na gravitační pole vyjádřenou v jednotkách síly jako newton. Od roku 1908 se však používá pojem atomová hmotnost, který je dnes lépe znám jako relativní atomová hmotnost; to znamená, že jsou synonymem.
Zdroj: Pexels.
Atomy jsou tak malé, hojné a odlišné dokonce pro stejný prvek, že není snadné jim přiřadit fyzickou velikost, jako je hmotnost. Přesně v průběhu času se měnil výběr jednotky, která představuje hmotnost nebo atomovou hmotnost chemického prvku.
Zpočátku byla jako atomová hmotnost zvolena hmotnost nejmenšího atomu, kterým je atom vodíku (H). Později byl změněn na atomové hmotnosti přírodního kyslíku 1/16, a pak jeho lehčí izotop 16 O se dává přednost.
Od roku 1961 bylo kvůli velkému významu atomu uhlíku (C) vybráno odkazovat atomovou hmotnost na jeho izotop C-12. Kromě toho je atom C ústředním nebo klíčovým chemickým prvkem organické chemie a biochemie.
Co je atomová hmotnost?
Atomová hmotnost (AP) je průměrná hmotnost hmot přírodních izotopů, které tvoří chemický prvek. Termín označuje relativní atomovou hmotnost, kterou mají atomy každého z chemických prvků.
Jak je uvedeno v úvodní části, tradičně se používá pojem atomová hmotnost, ale ve skutečnosti jde o atomovou hmotnost. Od roku 1961 byla na základě atomu uhlíku-12 přijata jeho hodnota 12 pro stupnici relativních atomových hmotností.
Jaká je tedy atomová hmotnost? Je to součet protonů a neutronů, které má atom, přičemž hmotnost přispěná elektrony je zanedbatelná. Například atomová hmotnost vodíku (H) je 1,00974 Da a hmotnost hořčíku (Mg) je 24,3050 Da.
Při porovnání to znamená, že atomy Mg jsou těžší než atomy H: 24krát přesněji. Pokud jsou potřeba hodnoty hmotnosti nebo atomové hmotnosti některého chemického prvku, lze jej získat pomocí periodické tabulky.
Jednotky
Jedna z prvních jednotek atomové hmotnosti, amu, byla vyjádřena jako 1/16 (0,0625) hmotnosti atomu kyslíku.
Tato jednotka se změnila objevem existence přirozených izotopů prvku z roku 1912; proto izotopy již nemohly být ignorovány.
V současné době je standardní jednotka atomové hmotnosti nebo daltonu 1/12 atomové hmotnosti izotopu 12 C. To je stabilnější a hojnější než 13 ° C a 14 ° C.
Standardizovaná atomová hmotnostní jednotka je hmotnost nukleonu (protonu nebo neutronu) a rovná se 1 g / mol. Tato sjednocení nebo standardizace byla provedena s atomem C-12, ke kterému je přiřazeno 12 atomových hmotnostních jednotek.
A tak lze relativní atomovou hmotnost nebo atomovou hmotnost v současné době vyjádřit v gramech na jeden mol atomů.
Jak se vypočítává atomová hmotnost?
Pro stanovení atomové hmotnosti musí být nejprve vypočtena atomová hmotnost izotopu, což je součet počtu protonů a neutronů, které má určitý atom.
Počet elektronů, které má, se nezohledňuje, protože jeho hmotnost je zanedbatelná ve srovnání s hmotou neutronů a protonů.
Totéž se provádí s každým izotopem stejného prvku. Poté, při vědomí jejich přirozené hojnosti, se vypočte vážená průměrná atomová hmotnost všech izotopů přidáním produktu m ∙ A (m = atomová hmotnost a A je hojnost děleno 100).
Předpokládejme například, že máte shluk atomů železa, kde 93% z nich je 56 Fe, zatímco 5% je 54 Fe a zbývajících 2% 57 Fe. Atomové hmoty jsou již označeny v levém horním rohu. chemických symbolů. Výpočet poté:
56 (0,93) + 54 (0,05) + 57 (0,02) = 55,92 g / mol Fe atomů
V tomto klastru má železo atomovou hmotnost 55,92. Ale co zbytek celé planety Země nebo zbytek vesmíru? V klastru jsou pouze tři izotopy, jejichž početnost se mění, pokud se vezme v úvahu Země, kde bude k dispozici více izotopů a výpočty budou komplikovanější.
Úvahy
Pro výpočet atomové hmotnosti prvků uvedených v periodické tabulce je třeba vzít v úvahu následující:
- Izotopy, které existují v podstatě stejného chemického prvku. Atomy stejného chemického prvku, které mají různý počet neutronů, jsou izotopy tohoto chemického prvku.
- Ve vzorcích získaných z každého izotopu se vezme v úvahu atomová hmotnost každého z nich.
- Důležitá je také relativní hojnost každého z izotopů pro určitý prvek ve vzorcích nalezených v přírodě.
- Hodnotu atomové hmotnosti jediného atomu samotného nebo přítomného v přirozeném vzorku prvku lze nalézt. Nebo skupiny atomů v případě izotopů stejného prvku, určující standardní nebo průměrnou atomovou hmotnost.
- Pro stanovení standardní atomové hmotnosti chemických prvků byl zvažován jeden nebo více izotopů stejného prvku.
- Existují některé chemické prvky, jako je Francium (Fr), které nemají stabilní izotopy a dosud nemají standardizovanou atomovou hmotnost.
Příklady
Prohlédnutím periodické tabulky chemických prvků lze zjistit atomovou hmotnost chemického prvku; to je, ty, které byly vypočteny s ohledem na všechny stabilní izotopy (az tohoto důvodu mají obvykle mnoho desetinných míst).
Tam je pozorováno, že atomový počet vodíku (H) je roven 1, roven jeho počtu protonů. Atomová hmotnost H je nejméně ze všech prvků a má hodnotu 1,00794 u ± 0,00001 u.
Pro atom boru byla jeho atomová hmotnost stanovena na základě dvou izotopů získaných v přírodě a jeho hodnota se pohybovala od 10 806 do 10 821.
Neexistuje standardní atomová hmotnost v případě nepřirozených nebo syntetických prvků, které nemají v přírodě izotopy; jako je výše uvedený případ francia (Fr), polonia (Po), radonu (Ra), mezi dalšími chemickými prvky.
V těchto případech je atomová hmotnost omezena na součet počtu protonů a neutronů tohoto prvku.
Hodnota atomové hmotnosti je uvedena v závorkách, což znamená, že se nejedná o standardizovanou atomovou hmotnost. I když se zjistí více izotopů určitého prvku, může se změnit i hodnota standardní atomové hmotnosti.
Reference
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. června 2018). Atomová hmotnost Definice. Obnoveno z: thinkco.com
- Jimenez, V. a Macarulla, J. (1984). Fyziologická fyzikální chemie. (6 ta. Ed). Madrid: Interamericana
- Whitten, K., Davis, R., Peck M. a Stanley, G. (2008). Chemie. (8 ava Ed.). CENGAGE Learning: Mexico.
- Wikipedia. (2018). Standardní atomová hmotnost. Obnoveno z: en.wikipedia.org
- N. De Leon. (sf). Atomová závaží. Obnoveno z: iun.edu