的原子量是一定的化学元素的原子的平均质量。尽管实际上每个原子的含义是不同的,但它被称为原子质量并可以互换使用。
物理学中的“重量”一词表示施加在重力场上的力,以牛顿为单位表示。但是,自1908年以来,就使用了原子量一词,今天人们将其称为相对原子质量。也就是说,它们是同义词。
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即使对于相同的元素,原子是如此之小,丰富且不同,以至于给它们分配诸如质量之类的物理量并非易事。精确地随着时间的流逝,代表化学元素重量或原子质量的单位的选择发生了变化。
最初,选择最小原子的质量,即氢原子(H)作为原子质量单位。后来将其更改为天然氧的原子质量单位1/16,因此更轻的同位素16 O 是优选的。
自1961年以来,由于碳原子(C)的重要性,因此选择将原子量作为其同位素C-12的参考。此外,C原子是有机化学和生物化学的中心或关键化学元素。
原子量是多少?
原子量(AP)是组成化学元素的自然同位素质量的平均重量。该术语是指每个化学元素的原子具有的相对原子质量。
如开头部分所述,原子量是传统上使用的术语,但实际上是原子质量。自1961年以来,基于Carbon-12原子,其相对原子量的大小取值为12。
但是原子量是多少?原子具有的质子和中子之和,由电子贡献的质量可忽略不计。氢(H)的原子质量例如为1.00974Da,镁(Mg)的原子质量为24.3050Da。
比较起来,这意味着Mg原子比H原子重:精确24倍。当需要某些化学元素的重量或原子质量的值时,可以查询周期表来获得。
单位
原子量的第一个单位amu表示为氧原子重量的1/16(0.0625)。
随着1912年元素自然同位素的发现,该单位发生了变化。因此,同位素不再被忽略。
目前,原子质量或道尔顿的标准单位是12 C 同位素原子量的1/12,比13 C和14 C 更稳定,更丰富。
标准化原子质量单位是核子(质子或中子)的质量,等于1 g /摩尔。该统一或标准化是使用分配了12个原子质量单位的C-12原子进行的。
因此,相对原子量或原子质量目前可以以克/一摩尔原子表示。
原子量如何计算?
为了确定原子量,首先必须计算同位素的原子质量,这是某个原子具有的质子和中子数量的总和。
由于它的质量与中子和质子相比可以忽略不计,因此没有考虑它的电子数量。
对相同元素的每个同位素都进行相同的操作。然后,在知道它们的自然丰度之后,通过将乘积m∙A(m =原子质量,A的丰度除以100)相加,计算出所有同位素的加权平均原子质量。
例如,假设您有一簇铁原子,其中93%是56 Fe,而5%是54 Fe,其余2%是57 Fe。原子质量已经在左上角标记了。化学符号。然后计算:
56(0.93)+ 54(0.05)+ 57(0.02)= 55.92 g / mol铁原子
在该簇中,铁的原子量为55.92。但是整个地球的其余部分或宇宙的其余部分呢?在星团中只有3种同位素,如果考虑到地球,它们的丰度会发生变化,在那里会有更多的同位素可用,并且计算变得更加复杂。
注意事项
要计算元素周期表中报告的元素的原子量,必须考虑以下因素:
-具有相同化学元素的自然界中存在的同位素。具有相同中子数量的相同化学元素的原子是该化学元素的同位素。
-在从每种同位素获得的样品中,应考虑它们各自的原子质量。
-在自然界中发现的样品中,某些元素的每种同位素的相对丰度也很重要。
-可以找到单独存在或存在于元素天然样品中的单个原子的原子量值。如果是同一元素的同位素,则为一个原子或一组原子,确定标准或平均原子量。
-为了确定化学元素的标准原子量,考虑了同一元素的一种或多种同位素。
-有些化学元素(例如,((Fr))不具有稳定的同位素,并且尚未具有标准化的原子量。
例子
通过查阅化学元素周期表,可以找到化学元素的原子量。也就是说,考虑到所有稳定同位素而计算出的那些(因此,它们通常具有许多小数位)。
在那里观察到氢(H)的原子数等于1,等于其质子数。H的原子量是所有元素中最小的,其值为1.00794 u±0.00001 u。
对于硼,其原子量是根据自然界中获得的两种同位素确定的,其值范围为10806至10821。
对于自然界中没有同位素的非天然或合成元素,没有标准原子量;例如上述的F(Fr),po(Po),ra(Ra)以及其他化学元素。
在这些情况下,原子量限于该元素的质子和中子总数之和。
原子量值在括号中报告,这意味着它不是标准化的原子量。如果发现某种元素的更多同位素,则即使标准原子量的值也易于改变。
参考文献
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