В атомно тегло е средната маса на атомите на определен химичен елемент. Той е известен и използван взаимозаменяемо като атомна маса, въпреки че буквално значението на всеки от тях е различно.
Терминът "тегло" във физиката означава силата, упражнена върху гравитационното поле, изразена в единици на сила като нютона. От 1908 г. обаче се използва терминът атомно тегло, което днес е по-известно като относителна атомна маса; тоест те са синоними.
Източник: Pexels
Атомите са толкова малки, изобилни и различни дори за един и същ елемент, че не е лесна задача да им присвоим физическа величина като маса. Точно с времето изборът на единицата, която представлява теглото или атомната маса на химичен елемент, се променя.
Първоначално масата на най-малкия атом, който е водородният атом (H), е избрана за единица за атомна маса. По-късно той е променен на единицата за атомна маса на естествен кислород 1/16 и тогава е предпочитан по-лекия му изотоп 16 О.
От 1961 г., поради голямото значение на въглеродния атом (С), е избрано да насочи атомната тежест към своя изотоп С-12. Освен това, C атом е централният или ключов химичен елемент на органичната химия и биохимията.
Какво е атомното тегло?
Атомното тегло (AP) е средното тегло на масите на естествените изотопи, съставляващи химичен елемент. Терминът се отнася до относителната атомна маса, притежавана от атомите на всеки от химичните елементи.
Както бе споменато в началния раздел, традиционно се използва терминът атомно тегло, но всъщност това е атомна маса. От 1961 г. въз основа на атома Carbon-12 неговата стойност 12 е възприета за скалата на относителните атомни тегла.
Но каква е тогава атомната маса? Това е сборът от протони и неутрони, които има атомът, масата, която приносът на електроните е незначителна. Атомната маса на водород (H), например, е 1.00974 Da, а тази на магнезий (Mg) е 24.3050 Da.
Сравнявайки това означава, че Mg атомите са по-тежки от H атомите: точно 24 пъти повече. Когато са необходими стойностите на теглото или атомната маса на някой химически елемент, това може да се получи, като се консултирате с периодичната таблица.
Единици
Една от първите единици с атомно тегло, amu, се изразява като 1/16 (0,0625) от теглото на кислороден атом.
Тази единица се промени с откриването на съществуването на естествените изотопи на елемент от 1912 г.; следователно изотопите вече не можеха да се игнорират.
Понастоящем стандартната единица атомна маса или далтон е 1/12 от теглото на атома на изотопа 12 С. Това е по-стабилно и по-обилно от 13 C и 14 C.
Стандартизирана единица за атомна маса е масата на нуклона (протон или неутрон) и е равна на 1 g / mol. Това обединяване или стандартизация се извършва с атом С-12, към който са присвоени 12 атомни масови единици.
И така относителното атомно тегло или атомна маса понастоящем може да се изрази в грамове на един мол атоми.
Как се изчислява атомното тегло?
За да се определи атомното тегло, първо трябва да се изчисли атомната маса на изотопа, която е сумата от броя на протоните и неутроните, които има определен атом.
Броят на електроните, които има, не се взема предвид, тъй като неговата маса е незначителна в сравнение с тази на неутроните и протоните.
Същото се прави с всеки изотоп на един и същ елемент. Тогава, знаейки естественото им изобилие, се изчислява средно претеглена атомна маса на всички изотопи, като се добавя произведението m ∙ A (m = атомна маса и A изобилието, разделено на 100).
Например, да предположим, че имате струпване от железни атоми, където 93% от тях са 56 Fe, докато 5% са 54 Fe, а останалите 2% 57 Fe. Атомните маси вече са маркирани в горните леви ъгли. на химически символи. Изчисляване след това:
56 (0,93) + 54 (0,05) + 57 (0,02) = 55,92 g / mol Fe атоми
В този клъстер желязото има атомно тегло 55,92. Но какво да кажем за останалата част от цялата планета Земя или останалата част на Вселената? В клъстера има само три изотопа, чиито изобилия се променят, ако се вземе предвид Земята, където ще има повече изотопи и изчисленията стават по-сложни.
Съображенията
За да се изчисли атомното тегло на елементите, отчетени в периодичната таблица, трябва да се вземе предвид следното:
-Изотопите, които съществуват в природата на един и същ химичен елемент. Атомите на един и същ химичен елемент, които имат различен брой неутрони, са изотопите на този химичен елемент.
-В пробите, получени от всеки изотоп, се взема предвид атомната маса на всеки от тях.
- Относителното изобилие на всеки от изотопите за определен елемент в пробите, открити в природата, също е важно.
- Стойността на атомното тегло на един атом самостоятелно или присъстваща в естествена проба на елемента може да бъде намерена. Или на група атоми в случай на изотопи на един и същ елемент, определящи стандартното или средното атомно тегло.
-За да се определи стандартното атомно тегло на химичните елементи, бяха разгледани един или повече изотопи на същия елемент.
-Има някои химични елементи като Francium (Fr), които нямат стабилни изотопи и все още нямат стандартизирано атомно тегло.
Примери
Консултирайки се с периодичната таблица на химичните елементи, може да се намери атомното тегло на химичен елемент; тоест тези, които са изчислени, като се имат предвид всички стабилни изотопи (и по тази причина обикновено имат много десетични знаци).
Там се наблюдава, че атомният брой на водород (H) е равен на 1, равен на неговия брой протони. Атомното тегло на Н е най-малкото от всички елементи, имащи стойност 1.00794 u ± 0.00001 u.
За бора атомното му тегло се определя въз основа на два изотопа, получени в природата, а стойността му варира от 10 806 до 10 821.
Няма стандартно атомно тегло в случай на неестествени или синтетични елементи, които нямат изотопи в природата; като гореспоменатия случай на франций (Fr), полоний (Po), радон (Ra), сред другите химически елементи.
В тези случаи атомното тегло е ограничено до сумата от броя на протоните и неутроните на този елемент.
Стойността на атомното тегло се отчита в скоби, което означава, че не е стандартизирано атомно тегло. Дори стойността на стандартното атомно тегло може да се промени, ако бъдат открити повече изотопи на определен елемент.
Препратки
- Хелменстин, Ан Мари, доктор на науките (22 юни 2018 г.). Определение за атомно тегло Възстановено от: thinkco.com
- Хименес, В. и Макарула, Дж. (1984). Физиологична физикохимия. (6 таб. Изд.). Мадрид: Интерамерикана
- Whitten, K., Davis, R., Peck M. and Stanley, G. (2008). Химия. (8 ava. Ed). CENGAGE Обучение: Мексико.
- Wikipedia. (2018). Стандартно атомно тегло Възстановено от: en.wikipedia.org
- Проф. Н. Де Леон. (SF). Атомни тегла. Възстановено от: iun.edu