中質量原子の見つけ方：8ステップ（写真付き） - チップ

コンテンツ

手順
助言
警告
あなたが必要なもの

平均質量原子は、原子の質量を直接測定するものではありません。代わりに、これは要素の典型的なサンプルからの原子あたりの平均質量です。数十億の個々の原子の質量を測定できる場合は、それらの平均を計算することでこれを見つけることができます。化学元素のさまざまな同位体に関する情報に基づいた、より実用的な方法があります。

手順

パート1/2：平均質量原子を計算する

同位体と質量原子を理解します。 自然界では、ほとんどの要素は多くの形または同位体で存在します。同じ要素の2つの同位体の唯一の違いは、原子内の中性子の数であり、その中性子の数は質量原子に影響を与えます。平均質量原子の計算では、この差の影響が考慮され、それらの原子のサンプル内の各原子の平均質量がわかります。
- たとえば、元素銀（Ag）には、Ag-107とAg-109（またはAgとAg）の2つの天然同位体があります。同位体は、「質量数」、つまり原子内の陽子の数と中性子の数の合計にちなんで名付けられています。つまり、Ag-109はAg-107よりも中性子が2つ多いため、その原子は少し重いということです。
各同位体の質量を見つけます。 アイソトープごとに2つの情報が必要です。リファレンスブックで検索するか、webelements.comなどのオンラインで検索できます。 1つ目は、各同位体の質量原子または原子質量です。より多くの中性子を持つアイソトープはより多くの質量を持っています。
- 例えば、銀同位体Ag-107は質量原子を持っています 106,90509 amu （立方原子の単位）。アイソトープAg-109は少し重く、 108,90470.
- 末尾の10進数のペアは、ドキュメントによってわずかに異なる場合があります。マスの後の括弧内に数字を書かないでください。
各同位体の自然生存率を書き留めます。 この比率は、元素の総原子のパーセンテージとして、同位体の有病率を示します。この情報は、立方体の原子が記載された同じドキュメントにあります。すべての同位体の自然生存率は100％である必要があります（ただし、丸めの誤差によりわずかに異なる場合があります）。
- Ag-107同位体の比率は51.86％です。同位体Ag-109は、48.14％の割合であまり一般的ではありません。つまり、通常の銀サンプルには51.86％のAg-107と48.14％のAg-109が含まれています。
- この生存率を持たない同位体は無視されます。これらの同位体は地球上に自然には存在しません。
同位体のパーセンテージを10進数に変換します。 この比率を100で割ると、小数と同じ値になります。
- 上記の銀のサンプルでは、同位体の比率は51.86 / 100 =です。 0,5186 および48,14 / 100 = 0,4814.
平均立方原子を見つけます。 要素の平均質量原子は n 等しい同位体（アトミックブロック_{アイソトープ1} * 比_{アイソトープ1}）+（原子質量_{アイソトープ2} * 比_{アイソトープ2}）+ ... +（原子質量_{同位体 n} * 比_{同位体 n}。これは「平均質量」の例です。つまり、同位体の生存率が高いほど、結果への影響が大きくなります。この式を銀に適用する方法は次のとおりです。
- 中質量原子_Ag =（立方原子_Ag-107 * 比_Ag-107）+（原子質量_Ag-109 * 比_Ag-109)
  =(106,90509 * 0,5186) + (108,90470 * 0,4814)
  = 55,4410 + 52,4267
  = 107.8677amu。
- 周期表でその要素を見つけて、結果を確認します。平均立方原子は常に要素の化学記号の下に書かれています。
広告

パート2/2：結果の使用

質量を原子数に変換します。 平均立方原子は、その元素の典型的なサンプルにおける質量と原子数の関係を示しています。原子を正確に数えることはほとんど不可能であるため、これは化学実験室で非常に役立ちますが、質量は簡単に決定できます。たとえば、銀のサンプルの重さを量り、107,8677amuごとに1つの銀原子があることを知ることができます。
モル質量に変換. 原子質量単位は非常に小さいため、化学者はしばしばグラム単位を質量に使用します。幸い、これらの概念の定義があるので、変換は簡単です。平均質量原子に1g / mol（モル質量定数）を掛けるだけで、g / molの結果が得られます。たとえば、107,8677グラムの銀には1モルの銀原子が含まれています。
平均分子量を求めます。 分子は原子の集まりであるため、すべての原子の質量を加算して分子の質量を見つけることができます。（特定の同位体の質量の代わりに）平均質量原子を使用する場合、結果は自然界のサンプルの平均分子質量になります。次に例を示します。
- 水分子の化学式はHです。₂Oには、2つの水素原子（H）と1つの酸素（O）原子が含まれています。
- 水素の平均質量原子は1,00794amuです。酸素の平均原子質量は15,9994amuです。
- したがって、Hの平均分子量₂Oは（1,00794）（2）+ 15,9994 = 18,01528 amuに等しく、これは18,01528 g / molに相当します。
広告

助言

相対原子質量の概念は、中質量原子と同義語として使用されることがあります。原子質量は比較的単位がないため、わずかな違いがあります。これは、炭素12原子に対する質量の測定値です。平均立方原子計算で原子質量単位を使用する限り、これら2つの値は同じです。
三次原子の後の括弧内の数字は、エラーを示しています。たとえば、質量原子1.0173（4）は、要素の通常の原子の質量範囲が約1.0173±0.0004であることを意味します。要求されていない場合は、この番号を取得する必要はありません。
周期表では、次の要素の平均立方原子は、いくつかの例外を除いて、前の要素よりも大きくなっています。結果を確認する簡単な方法は次のとおりです。
1原子質量単位は、炭素12原子の質量の1/12です。
同位体の生存率は、地球上で自然に発生する典型的なサンプルに従って計算されます。メテオライトや実験室で製造されたものなどの天然に存在しない物質は、同位体比が異なる可能性があるため、平均質量原子も異なります。