Atomska masa je povprečna masa atomov določenega kemijskega elementa. Znano je in se uporablja kot zamenljiva masa, čeprav je dobesedno pomen vsakega od njih drugačen.
Izraz "teža" v fiziki pomeni silo, ki deluje na gravitacijsko polje, izraženo v enotah sile, kot je newton. Vendar se od leta 1908 uporablja izraz atomska teža, ki je danes bolj znan kot relativna atomska masa; torej so sinonimi.
Vir: Pexels.
Atomi so tako majhni, obilni in različni celo za isti element, da jim ni lahka naloga dodeliti fizične razsežnosti, kot je masa. Natančno skozi čas se je izbira enote, ki predstavlja težo ali atomsko maso kemičnega elementa, spreminjala.
Sprva je bila masa najmanjšega atoma, to je atom vodika (H), izbrana za enoto atomske mase. Pozneje so ga spremenili v atomsko masno enoto naravnega kisika 1/16, nato pa je bil prednostni njegov lažji izotop 16 O.
Od leta 1961 je bil zaradi velikega pomena ogljikovega atoma (C) izbran, da atomsko težo usmeri na svoj izotop C-12. Poleg tega je atom C osrednji ali ključni kemični element organske kemije in biokemije.
Kakšna je atomska teža?
Atomska teža (AP) je povprečna teža mase naravnih izotopov, ki sestavljajo kemični element. Izraz se nanaša na relativno atomsko maso, ki jo imajo atomi vsakega od kemičnih elementov.
Kot je bilo omenjeno v uvodnem delu, se tradicionalno uporablja izraz atomska teža, dejansko pa je atomska masa. Od leta 1961 je bila na podlagi atoma Carbon-12 njegova vrednost 12 sprejeta za lestvico relativne atomske teže.
Toda kakšna je potem atomska masa? Gre za vsoto protonov in nevtronov, ki jo ima atom, masa, ki jo prispevajo elektroni, pa je zanemarljiva. Na primer, atomska masa vodika (H) je 1,00974 Da, magnezija (Mg) pa 24,3050 Da.
Če primerjamo, to pomeni, da so atomi Mg težji od atomov H: natančno 24-krat več. Kadar so potrebne vrednosti mase ali atomske mase nekaterih kemičnih elementov, jih je mogoče dobiti s posvetovanjem s periodično tabelo.
Enote
Ena prvih enot atomske teže, amu, je bila izražena kot 1/16 (0,0625) teže kisikovega atoma.
Ta enota se je spremenila z odkritjem obstoja naravnih izotopov elementa iz leta 1912; zato izotopov ni bilo mogoče več prezreti.
Trenutno je standardna enota atomske mase ali daltona 1/12 teže atoma izotopa 12 C. To je bolj stabilno in obilno kot 13 C in 14 C.
Standardizirana atomska masna enota je masa nukleona (protona ali nevrona) in je enaka 1 g / mol. To poenotenje ali standardizacija je bila izvedena z atomom C-12, ki mu je dodeljeno 12 enot atomske mase.
In tako se lahko relativna atomska teža ali atomska masa trenutno izrazi v gramih na en mol atomov.
Kako se izračuna atomska teža?
Za določitev atomske teže je treba najprej izračunati atomsko maso izotopa, ki je vsota števila protonov in nevtronov, ki jih ima določen atom.
Število elektronov, ki jih ima, se ne upošteva, saj je njegova masa zanemarljiva v primerjavi z maso nevtronov in protonov.
Enako storimo z vsakim izotopom istega elementa. Potem se, ob poznavanju njihove naravne številčnosti, izračuna ponderirana povprečna atomska masa vseh izotopov, tako da sešteje produkt m ∙ A (m = atomska masa in A številčnost, deljena s 100).
Recimo, da imate gručo železovih atomov, kjer je 93% 56 Fe, 5% pa 54 Fe, preostalih 2% pa 57 Fe. Atomske mase so že označene v zgornjem levem kotu kemičnih simbolov. Izračun potem:
56 (0,93) + 54 (0,05) + 57 (0,02) = 55,92 g / mol Fe atomov
V tem grozdu ima železo atomsko težo 55,92. Kaj pa ostanek celotnega planeta Zemlje ali preostali del Vesolja? V gruči so samo trije izotopi, katerih številčnost se spremeni, če se upošteva Zemlja, kjer bo na voljo več izotopov in izračuni postanejo bolj zapleteni.
Upoštevanje
Za izračun atomske teže elementov, navedenih v periodični tabeli, je treba upoštevati naslednje:
-Izotopi, ki v naravi obstajajo iz istega kemičnega elementa. Atomi istega kemičnega elementa z različnim številom nevtronov so izotopi tega kemičnega elementa.
-V vzorcih, dobljenih iz vsakega izotopa, se upošteva njihova atomska masa.
- Pomembno je tudi relativno bogastvo vsakega izotopa za določen element v vzorcih, ki jih najdemo v naravi.
-Vrednost atomske teže enega samega atoma ali v naravnem vzorcu elementa je mogoče najti. Ali pa skupine atomov v primeru izotopov istega elementa, ki določajo standardno ali povprečno atomsko maso.
-Za določitev standardne atomske teže kemičnih elementov smo upoštevali enega ali več izotopov istega elementa.
- Obstaja nekaj kemičnih elementov, kot je Francij (Fr), ki nimajo stabilnih izotopov in še nimajo standardizirane atomske teže.
Primeri
S pregledovanjem periodične tabele kemijskih elementov lahko ugotovimo atomsko težo kemičnega elementa; to so tisti, ki so bili izračunani ob upoštevanju vseh stabilnih izotopov (in zato imajo običajno veliko decimalnih mest).
Tam opazimo, da je atomsko število vodika (H) enako 1, enako številu protonov. Atomska teža H je najmanjša od vseh elementov, ki ima vrednost 1.00794 u ± 0,00001 u.
Za bor je bila njegova atomska teža določena na podlagi dveh izotopov, pridobljenih v naravi, njegova vrednost pa se giblje od 10.806 do 10.821.
V primeru nenaravnih ali sintetičnih elementov, ki v naravi nimajo izotopov, ni standardne atomske teže; kot so prej omenjeni primeri francija (Fr), polonija (Po), radona (Ra), med drugimi kemičnimi elementi.
V teh primerih je atomska teža omejena na vsoto števila protonov in nevtronov tega elementa.
Vrednost atomske teže je navedena v oklepajih, kar pomeni, da ni standardizirana atomska teža. Celo vrednost standardne atomske teže se lahko spremeni, če odkrijemo več izotopov določenega elementa.
Reference
- Helmenstine, Anne Marie, dr. (22. junij 2018). Opredelitev atomske teže. Pridobljeno: misel.com
- Jimenez, V. in Macarulla, J. (1984). Fiziološka fizikokemija. (6 takt. Ur.). Madrid: Interamericana
- Whitten, K., Davis, R., Peck M. in Stanley, G. (2008). Kemija. (8 ava. Ed.). CENGAGE Učenje: Mehika.
- Wikipedija. (2018). Standardna atomska teža. Pridobljeno: en.wikipedia.org
- Prof. N. De Leon. (sf). Atomske uteži. Pridobljeno iz: iun.edu