الكتلة الذرية هي مجموع البروتونات والنيوترونات والإلكترونات في الذرة أو الجزيء. X هو مصدر بحث ولكن كتلة الإلكترونات صغيرة جدًا بحيث لا يستحق الذكر ويتم التغاضي عنها عند حساب الكتلة. يستخدم مصدر البحث X أيضًا المصطلح لحساب “متوسط الكتلة الذرية” لجميع نظائر العنصر، ولكن هذا غير دقيق لأن تعريف الثاني هو في الحقيقة متوسط الكتلة الذرية النسبية أو الوزن الذري للعنصر. X مصدر البحث الوزن الذري يأخذ في الاعتبار متوسط كتل نظائر العنصر الموجود في الطبيعة. يحتاج الكيميائيون إلى التفريق بين هذين النوعين من الكتلة الذرية من أجل بناء استنتاجاتهم على هذا. لأن قيمة الكتلة الذرية غير الصحيحة يمكن أن تؤدي، على سبيل المثال، إلى نتيجة غير صحيحة في التجارب.
خطوات
ابحث عن قراءات الكتلة الذرية في الجدول الدوري
1 فهم كيفية عرض الكتلة الذرية. يمكن قياس الكتلة الذرية التي تمثل كتلة أو جزيء في الوحدات الدولية لنظام القياس أو رمزها (SI)، وهي الجرامات والكيلوجرامات وما إلى ذلك. ولكن نظرًا لأن الكتلة الذرية صغيرة جدًا عند وضعها في هذه الوحدات، يتم التعبير عنها عادةً بوحدات الكتلة الذرية (عادةً ما يتم اختصارها بـ “u” أو “amu”)، ويكون المقياس القياسي لوحدة كتلة ذرية واحدة هو 1/12 من الكتلة لنظير ذرة كربون -12. X موارد البحث
- تشير وحدة الكتلة الذرية إلى الكتلة بالجرام لمول واحد لعنصر أو جزيء معين. هذه خاصية مفيدة للغاية عند تطبيق العمليات الحسابية في الممارسة لأنها تتيح التحويل السهل بين الكتلة والمولات لكمية معينة من الذرات أو الجزيئات من نفس النوع.
2 حدد الكتلة الذرية في الجدول الدوري. تسرد معظم الجداول الدورية القياسية للعناصر الكتل الذرية (الأوزان الذرية) لكل عنصر. غالبًا ما تتم كتابة هذه القيمة كرقم أسفل مربع العنصر على الجدول، أسفل رمزه الكيميائي المكون من حرف أو حرفين. عادة ما يتم كتابة هذا الرقم كرقم عشري، وليس كرقم صحيح.
- لاحظ أن الكتل الذرية النسبية المدرجة في الجدول الدوري تمثل القيم المتوسطة للعنصر المعني. العناصر الكيميائية لها نظائر مختلفة، وهي هياكل كيميائية مختلفة في الكتلة بسبب إضافة أو نقص واحد أو أكثر من النيوترونات في نواة الذرة. X مصدر البحث لذلك، فإن الكتلة الذرية النسبية المدرجة في جدول العناصر هي قيمة مناسبة مثل متوسط كتلة ذرات العنصر، ولكن ليس كقيمة لكتلة ذرة فردية من العنصر.
- تُستخدم الكتل الذرية النسبية كما تظهر في الجدول الدوري لحساب الكتل المولية للذرات والجزيئات. عندما يتم تمثيل الكتلة الذرية في وحدة الكتلة الذرية، amu، كما هو الحال في الجدول الدوري للعناصر، فهي عمليا بلا وحدة، ولكن بمجرد ضربها في 1 جم / مول، نحصل على قدر معقول من الكتلة المولية للعنصر ؛ إنها كتلة مول واحد (بالجرام) من الذرة.
- على سبيل المثال الكتلة الذرية للحديد هي 55.847، مما يعني أن مولًا واحدًا من ذرات الحديد يزن 55.847 جرامًا.
3 يفهم أن قيم الجدول الدوري هي متوسط الكتلة الذرية للعنصر. كما ذكرنا، فإن الكتل الذرية النسبية المدرجة لكل عنصر في الجدول الدوري هي متوسط قيم جميع نظائر العنصر. هذه القيمة المتوسطة مهمة للعديد من العمليات الحسابية، مثل الجزيء المكون من العديد من الذرات. ولكن عند التعامل مع ذرات مفردة، فإن العدد لا يكفي أحيانًا.
- نظرًا لأن القيم الموجودة في الجدول الدوري هي متوسطات لأنواع مختلفة من النظائر، فهي ليست قيمة دقيقة مثل الكتلة الذرية لأي ذرة فردية.
- يجب حساب الكتل الذرية للذرات الفردية من خلال مراعاة العدد الدقيق للبروتونات والنيوترونات في تلك الذرة.
احسب الكتلة الذرية لذرة واحدة
1 أوجد العدد الذري للعنصر أو النظير. العدد الذري هو عدد البروتونات في العنصر وهو دائمًا ثابت. X مصدر بحث على سبيل المثال تحتوي جميع ذرات الهيدروجين – ولا شيء غير الهيدروجين – على بروتون واحد. العدد الذري للصوديوم هو 11 لأن نواته تحتوي على 11 بروتونًا، والعدد الذري للأكسجين هو 8، أي أن نواتها بها 8 بروتونات. يمكنك العثور على العدد الذري لأي عنصر في الجدول الدوري، والموجود في جميع الجداول الدورية القياسية، فوق الرمز المكون من حرف أو حرفين للعنصر الكيميائي. هذا الرقم دائمًا موجب.
- لنفترض أننا نعمل على ذرة كربون. تحتوي أي ذرة كربون على ستة بروتونات، لذلك نعلم أن عددها الذري هو 6. يمكننا أيضًا أن نرى في الجدول الدوري أن مكان الكربون (C) فوقه “6”، مما يعني أن العدد الذري للكربون ستة.
- لاحظ أن العدد الذري لعنصر ما لا يؤثر بأي شكل من الأشكال بشكل مباشر على كتلته الذرية النسبية المدرجة في الجدول الدوري. ومع ذلك، هناك عناصر – خاصة تلك الموجودة أعلى الجدول – تجعلها تبدو كما لو كانت الكتلة الذرية ضعف العدد الذري، لكن هذه ليست قاعدة ولا يمكن حساب الكتلة الذرية لعنصر بمضاعفته الذرية رقم.
2 أوجد عدد النيوترونات في الذرة. يختلف عدد النيوترونات بين ذرات نفس العنصر. صحيح أن ذرتين تحتوي كل منهما على نفس عدد البروتونات وعدد مختلف من النيوترونات من نفس النوع، لكنهما نظائر مختلفة لهذا النوع من العناصر. على عكس عدد البروتونات، الذي لا يتغير أبدًا، فإن عدد النيوترونات في ذرات نوع معين من العناصر يختلف كثيرًا لدرجة أنه يجب التعبير عن متوسط قيمة الكتلة الذرية بقيم عشرية بين رقمين صحيحين.
- يتم تحديد عدد النيوترونات بواسطة اسم النظير. على سبيل المثال الكربون 14 هو نظير مشع طبيعي للكربون 12. ستصادف غالبًا نظائر محددة بالرقم فوق رمز العنصر 14C. يتم حساب عدد النيوترونات بطرح عدد البروتونات من عدد النظير 14-6 = 8 نيوترونات.
- لنفترض أن ذرة الكربون التي نتعامل معها بها ستة نيوترونات (12 درجة مئوية). هذا هو أكثر نظائر الكربون وفرة، حيث يمثل 99٪ من جميع ذرات الكربون. مصدر البحث X لكن حوالي 1٪ من ذرات الكربون تحتوي على 7 نيوترونات (13 درجة مئوية)، وهناك أيضًا عدد قليل جدًا من ذرات الكربون الأخرى التي تحتوي على أقل من 6 نيوترونات أو أكثر من 7 نيوترونات.
3 اجمع عدد البروتونات والنيوترونات. النتيجة هي الكتلة الذرية. لا تقلق بشأن الإلكترونات التي تدور حول النواة لأن كتلتها عند دمجها تكون صغيرة جدًا جدًا، ولن تحدث فرقًا في الإجابة في معظم الحالات العملية.
- تحتوي ذرة الكربون التي لدينا معنا على 6 بروتونات + 6 نيوترونات = 12. الكتلة الذرية لذرة الكربون المعنية هي 12. إذا كان النظير هو “كربون -13″، على سبيل المثال، سنفهم من هذا أنه يحتوي على 6 بروتونات + 7 نيوترونات = وزن ذري 13.
- الوزن الفعلي لـ Carbon-13 هو 13،003355 X مصدر بحث، حتى مع وجود المزيد من المنازل العشرية يزيد من دقة الوزن لأنه يتم تحديده عن طريق الاختبارات المعملية.
- الكتلة الذرية قريبة جدًا من العدد النظيري للعنصر، وعندما نحتاج إلى حسابات بسيطة مثل التي نقوم بها، فإن العدد النظيري يساوي الوزن الذري. عندما يتم تحديد الوزن بالتجارب، فإن الكتلة الذرية تتجاوز قليلاً عدد النظائر بسبب ما تضيفه كتلة الإلكترونات الصغيرة.
احسب الكتلة الذرية النسبية (الوزن الذري) لعنصر
1 تحديد النظير الممثل في العينة. يحدد الكيميائيون الكميات النسبية للنظائر في عينة معينة من خلال استخدام أداة خاصة تسمى مطياف الكتلة. ولكن بالنسبة للكيمياء على مستوى الطالب، فإن هذه المعلومات متاحة للطلاب في الاختبار في شكل قيم أكدتها المؤلفات العلمية.
- لأغراض الحساب الخاصة بنا، لنفترض أننا نتعامل مع نظائر الكربون 12 وكربون 13.
2 تحديد الوفرة النسبية لكل نظير في العينة. تظهر بين ذرات نفس نظائر العنصر، كل منها يختلف في مقدار تكراره، وغالبًا ما يتم تمثيل هذه الكميات بالنسب المئوية. هناك نظائر منتشرة على نطاق واسع، وأخرى نادرة جدًا بحيث يتعذر تمييزها تقريبًا في بعض الأحيان. يمكن تحديد هذه المعلومات بواسطة مطياف الكتلة أو كتاب مرجعي.
- دعنا نقول هنا أن وفرة الكربون 12 هي 99٪ وانتشار الكربون 13 هو 1٪. هناك نظائر أخرى للكربون موجودة في العالم، لكنها موجودة بكميات صغيرة جدًا بحيث يمكن تجاهلها أحيانًا، كما في حالة هذا المثال.
3 اضرب الكتلة الذرية لكل نظير في مقدارها في العينة. يعني النسبة المئوية لوفرة هذا النظير (مكتوبًا كرقم عشري). لتحويل نسبة مئوية إلى رقم عشري، قسّمها ببساطة على 100. يجب أن يساوي مجموع النسب المئوية بعد التحويل 1.
- تحتوي عينتنا على كربون -12 وكربون -13. إذا كان هناك 99٪ كربون -12 في العينة و 1٪ كربون -13، اضرب 12 (الكتلة الذرية للكربون -12) في 0.99، و 13 (الكتلة الذرية لكربون -13) في 0.01.
- تحتوي الكتب المرجعية على نسب مئوية من كمية النظير بناءً على كميات جميع النظائر الموجودة للعنصر. توجد هذه المعلومات في معظم كتب الكيمياء المدرسية في جدول في نهاية الكتاب. يمكن أيضًا تحديد كمية النظائر في العينة التي يتم اختبارها باستخدام مطياف الكتلة.
4 اجمع المنتجات. اجمع حاصل ضرب الضرب الذي أجريته في الخطوة السابقة لإيجاد الكتلة الذرية النسبية للعنصر – بمعنى آخر، متوسط قيمة الكتل الذرية لنظائر العنصر. يتم استخدام هذه القيمة عند الحديث عن عنصر بشكل عام وليس عن نظير معين.
- باستخدام مثالنا 12 × 0.99 = 11.88 للكربون -12، و 13 × 0.01 = 0.13 للكربون -13. الكتلة الذرية النسبية للمثال هي 11.88 + 0.13 = 12.01.
الأشياء التي سوف تحتاجها
كتاب مرجعي في الكيمياء
آلة حاسبة