Как определить относительную атомную массу иона…

Урок 2. Относительная атомная масса химических элементов – HIMI4KA

Как определить относительную атомную массу иона...
Архив уроков › Химия 8 класс

В уроке 2 «Относительная атомная масса химических элементов» из курса «Химия для чайников» рассмотрим разные способы выражения массы химических элементов.

 Напоминаю, что в прошлом уроке «Атомы и химические элементы» мы рассмотрели, кто и когда высказал идею о том, что все вокруг состоит из атомов; также выяснили, что из себя представляет химический элемент и каким образом обозначается.

Чем различаются атомы разных элементов между собой? Вы уже знаете: массой, размерами и строением. На рисунке 30 показаны шаровые модели атомов некоторых химических элементов, конечно, не в реальных размерах, а многократно увеличенные. В действительности атомы настолько малы, что их невозможно рассмотреть даже в самые лучшие оптические микроскопы.

На заметку: В конце XX в. у ученых появились более совершенные микроскопы, позволяющие достигать увеличения в несколько десятков миллионов раз. Они называются туннельными микроскопами. На рисунке 31 показана фотография поверхности кремния. На ней отчетливо видны отдельные атомы, расположенные на поверхности этого вещества.

Размеры и масса атомов

Современная наука обладает методами, позволяющими определять размеры и массы атомов. Так, например, самый легкий атом — атом водорода. Его масса равна 0,0000000000000000000000000016735 кг. Самым маленьким является атом гелия He. Диаметр этого атома равен приблизительно 0,00000000098 м.

Записывать и читать такие числа затруднительно, поэтому обычно их представляют в более удобном виде: 1,6735·10−27 кг и 9,8·10−10 м. Атомы большинства химических элементов по своим размерам значительно больше атома гелия. Самый большой из них — атом элемента франция Fr.

Его диаметр в 7 раз больше диаметра атома гелия (рис. 32).

Еще больше различаются атомы разных элементов по массе. Масса атома обозначается символом ma и выражается в единицах массы СИ (кг). Так, например, масса атома углерода равна: ma(С) = 19,94·10−27 кг, а атома кислорода — ma(О) = 26,56·10−27 кг. Масса атома самого тяжелого из существующих на Земле элементов — урана U — почти в 237 раз больше массы атома водорода.

Атомная единица массы

Пользоваться такими маленькими величинами масс атомов при расчетах неудобно. К тому же, когда в XIX в. начало формироваться атомно- молекулярное учение, ученые еще не представляли реальных размеров и масс атомов. Поэтому на практике вместо истинных масс атомов стали применять их относительные значения.

Они рассчитывались по массовым отношениям простых веществ в реакциях друг с другом. Химики предположили, что эти отношения пропорциональны массам соответствующих атомов. Именно так в начале XIX в. Дж.

Дальтон ввел понятие относительной атомной массы, приняв за единицу сравнения массу самого легкого атома — водорода.

В настоящее время в качестве такой единицы сравнения используется 1/12 часть массы атома углерода (рис. 33). Она получила название атомной единицы массы (а. е. м.). Ее международное обозначение — u (от английского слова «unit» — единица):

Атомная единица массы — это 1/12 часть массы атома углерода, которая равна 1,66·10−27 кг.

Относительная атомная масса

Сравнивая средние массы атомов различных элементов с атомной единицей массы, получают значения относительных атомных масс химических элементов.

Относительная атомная масса элемента — это физическая величина, которая показывает, во сколько раз масса атома данного химического элемента больше 1/12 части массы атома углерода.

Относительная атомная масса обозначается символами Ar (А — первая буква английского слова «atomic» —атомный, r — первая буква английского слова «relative», что значит относительный), следовательно:

где Х — символ данного элемента.

Например, относительная атомная масса водорода:

а кислорода:

Как видите, относительная атомная масса показывает, во сколько раз масса атома данного элемента больше атомной единицы массы u.

В таблице Менделеева приведены относительные атомные массы всех элементов. В расчетах при решении задач мы будем пользоваться округленными до целых значениями этих величин (см. урок 1).

Внимание! Очень часто относительную атомную массу называют просто атомной массой. Однако следует отличать атомную массу — величину относительную (например, Ar(О) = 16) — от массы атома — величины, выражаемой в единицах массы — килограммах (ma(O) = 26,56·10−27 кг) или атомных единицах массы (ma(O) = 16·u).

Пример. Во сколько раз атом ртути тяжелее атома кальция?

Решение. Относительные атомные массы элементов равны: Ar(Hg) = 201 и Ar(Ca) = 40.

Масса атома ртути равна: ma(Hg) = Ar(Hg)·u (кг).
Масса атома кальция равна: ma(Са) = Ar(Са)·u (кг).

Другими словами, отношение масс атомов этих элементов равно отношению их относительных атомных масс. Следовательно, отношение масс атомов ртути и кальция равно:

Ответ: в 5,03 раза.

Краткие выводы урока:

  1. Атомная единица массы представляет собой 1/12 часть массы атома углерода.
  2. Относительная атомная масса химического элемента равна отношению массы его атома к 1/12 части массы атома углерода.
  3. Относительная атомная масса химического элемента является величиной безразмерной и показывает, во сколько раз масса атома данного элемента больше атомной единицы массы.

Надеюсь урок 2 «Относительная атомная масса химических элементов» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Источник: https://himi4ka.ru/arhiv-urokov/urok-2-otnositelnaja-atomnaja-massa-himicheskih-jelementov.html

Относительная атомная масса

Как определить относительную атомную массу иона...

Важной характеристикой отдельно взятого атома является его масса. Масса атома складывается из масс входящих в его состав протонов, нейтронов и электронов с учётом дефекта массы. Массой электронов в расчётах можно пренебрегать, так как она несоизмеримо мала по сравнению с массами покоя протона и нейтрона. Поэтому, вполне можно пользоваться понятием масса нуклида.

Напомним, что нуклид — это ядро атома с конкретным числом протонов и нейтронов.

Дефект массы– потеря ядром атома части массы при его синтезе из отдельных протонов и нейтронов.Δm – изменение массы (кг); ΔЕ – изменение энергии (Дж); с – скорость света в вакууме (3∙108 м/с).

Данная формула свидетельствует, что при ядерном синтезе ядро теряет часть массы с выделяющейся энергией. Поэтому масса ядра атома всегда меньше суммы масс покоя входящих в состав ядра протонов и нейтронов.

Разность между суммой масс покоя нуклонов (протонов и нейтронов), входящих в состав ядра и массой ядра и есть дефект массы.

Масса нуклида выраженная в килограммах называетсяабсолютной массой нуклида.

Во многих учебниках можно встретить информацию о том, что в расчётах величиной абсолютной массы, якобы, пользоваться не удобно, поэтому вводят величину относительной атомный массы. Но это заблуждение. Причина использования относительной атомной массы совершенно другая. Корни её кроются в истории.

Абсолютная масса очень маленькая величина. Для химиков и физиков 16-17 веков экспериментально её измерить было невозможно. Но даже в то время было важно проводить химические расчёты.

Первым учёным, решившим эту проблему, был Джон Дальтон, он предложил ввести величину относительной атомной массы (Аr). Относительной она называется потому, что вычисляется по отношению к массе произвольно выбранного эталона. Дальтон выбрал за эталон массу самого лёгкого атома — атома водорода и, принял её равной 1.

Относительные атомные массы известных на то время элементов рассчитывались Дальтоном на основе открытым им закона кратных отношений.

В настоящее время за эталон выбрана 1/12 часть абсолютной массы нуклида 12С. Этот эталон принято называть атомной единицей массы, сокращённо а.е.м.

Относительная масса нуклида– безразмерная величина, равная отношению абсолютной массы нуклида к 1/12 части массы нуклида 12C (атомной единице массы — а.е.м.).

Химический элемент представляет из себя смесь изотопов с определенной массовой долей каждого, поэтому можно вычислить усреднённую массу атома данного химического элемента, такая величина называется средней абсолютной массой атома элемента.

Средняя абсолютная масса атома элемента– масса атома элемента, выраженная в кг., вычисленная с учётом его изотопного состава.

Понятие относительной массы нуклида, не следует путать с понятием относительной атомной массы химического элемента. Не забываем, что элемент — это смесь изотопов. Поэтому относительная атомная масса элемента — величина средняя.

Относительная атомная масса элемента– безразмерная величина, равная отношению средней абсолютной массы атома элемента к 1/12 части массы нуклида 12С.

С учётом того, что отношение абсолютной массы нуклида к атомной единице массы есть ни что иное как относительная масса нуклида, выражение можно привести в виду:

Приведенную формулу мы будем использоваться для решения расчетных задач.

Задания по теме «Относительная атомная масса»

  • Природный магний состоит из изотопов 24Mg, 25Mg и 26Mg. Вычислить среднюю атомную массу природного магния, если содержание отдельных изотопов в процентах по массе соответственно равно 78,6; 10,1 и 11,3.
  • Природный галлий состоит из изотопов 71Ga и 69Ga. В каком количественном соотношении находятся между собой числа атомов этих изотопов, если средняя атомная масса галлия равна 69,72.
  • Определите относительную атомную массу бора, если известно, что молярная доля изотопа 10В составляет 19,6%, а изотопа 11B — 80,4%.
  • Медь имеет два изотопа: 63Cu и 65Cu. Молярные доли их в природной меди составляют 73 и 27% соответственно. Определите среднюю относительную атомную массу меди.
  • Определите относительную атомную массу элемента кремния, если он состоит из трёх изотопов: 28Si (молярная доля 92,3%), 29Si (4,7%) и 30Si (3,0%).
  • Природный хлор содержит два изотопа 35Cl и 37Сl. Относительная атомная масса хлора равна 35,45. Определите молярную долю каждого изотопа хлора.
  • Относительная атомная масса неона равна 20,2. Неон состоит из двух изотопов: 20Ne и 22Ne. Рассчитайте молярную долю каждого изотопа в природном неоне.
  • Природный бром содержит два изотопа. Молярная доля изотопа 79Br равна 55%. Какой ещё изотоп входит в состав элемента брома, если его относительная атомная масса равна 79,9.
  • Природный таллий представляет собой смесь изотопов 203Tl и 205Tl. На основании относительной атомной массы природного таллия Ar(Tl) = 204,38 определите изотопный состав таллия в % по массе.
  • Природный иридий представляет собой смесь изотопов 191Ir и 193Ir. На основании относительной атомной массы природного иридия Ar(Ir) = 192,22 определите изотопный состав иридия в % по массе.
  • Природный рений представляет собой смесь изотопов 185Re и 187Re. На основании относительной атомной массы природного рения Ar(Re) = 186,21 определите изотопный состав рения в % по массе.
  • Природный галлий представляет собой смесь изотопов 69Ga и 71Ga. На основании относительной атомной массы природного галлия Ar(Ga) = 69,72 определите изотопный состав галлия в % по массе.
  • Природный хлор состоит из двух стабильных изотопов 35Cl и 37Cl. Исходя из средней относительной атомной массы хлора, равной 35,45, рассчитайте изотопный состав хлора в процентах по массе.
  • Природное серебро состоит из двух стабильных изотопов 107Ag и 109Ag. Исходя из средней относительной атомной массы серебра, равной 107,87, рассчитайте изотопный состав серебра в процентах по массе.
  • Природная медь состоит из двух стабильных изотопов 63Cu и 65Cu. Исходя из средней относительной атомной массы меди, равной 63,55, рассчитайте изотопный состав меди в процентах по массе.
  • Природный бром состоит из двух стабильных изотопов 79Br и 81Br. Исходя из средней относительной атомной массы брома, равной 79,90, рассчитайте изотопный состав брома в процентах по массе.
  • Природный кремний состоит из 3,1% (по молям) изотопа 30Si (с атомной массой 29,9738), а также изотопов 29Si (с атомной массой 28,9765) и 28Si (с атомной массой 27,9770). Рассчитайте содержание в % (по молям) 29Si и 28Si.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5d72342f394b2a00afea90b6/5d72391380879d00ac1c2190

Как определить относительную атомную массу химического элемента

Как определить относительную атомную массу иона...

Массы атомов и молекул очень малы, поэтому в качестве единицы измерения удобно выбрать массу одного из атомов и выражать массы остальных атомов относительно нее. Именно так и поступал основоположник атомной теории Дальтон, который составил таблицу атомных масс, приняв массу атома водорода за единицу.

До 1961 года в физике за атомную единицу массы (а.е.м. сокращенно) принимали 1/16 массы атома кислорода 16О, а в химии – 1/16 средней атомной массы природного кислорода, который является смесью трех изотопов. Химическая единица массы была на 0,03% больше, чем физическая.

В настоящее время за в физике и химии принята единая система измерения. В качестве стандартной единицы атомной массы выбрана 1/12 часть массы атома углерода 12С.

1 а.е.м. = 1/12 m(12С) = 1,66057×10-27 кг = 1,66057×10-24 г.

При расчете относительной атомной массы учитывается распространенность изотопов элементов в земной коре. Например, хлор имеет два изотопа 35Сl (75,5%) и 37Сl(24,5%).Относительная атомная масса хлора равна:

Ar(Cl) = (0,755×m(35Сl) + 0,245×m(37Сl)) / (1/12×m(12С) = 35,5.

Из определения относительной атомной массы следует, что средняя абсолютная масса атома равна относительной атомной массе, умноженной на а.е.м.:

m(Cl) = 35,5 ×1,66057×10-24 = 5,89×10-23 г.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Относительные атомные и молекулярные массы

Этот калькулятор предназначен для вычисления атомной массы элементов.

Атомная масса (также названный относительная атомная масса) Является ли значение массы одного атома вещества. Относительная атомная масса выражена в единицах атомной массы. Относительная атомная масса отличительный (True) масса атом. В то же время фактическая масса атома слишком мала и поэтому непригодна для практического использования.

Атомная масса вещества влияет на количество протоны и нейтроны в ядре атома.

Масса электронов игнорируется, так как она очень мала.

Для определения атомной массы вещества необходимо ввести следующую информацию:

  • Количество протонов — сколько протонов в ядре вещества;
  • Количество нейтронов  — сколько нейтронов в ядре вещества.

На основе этих данных калькулятор рассчитает атомную массу вещества, выраженную в единицах атомной массы.

водородH1,0079никельСуществует нет58,70
гелийон4,0026пекарьCu63,546
литийLi6941цинкZn65,38
бериллийбыть9,01218ГаллияДжорджия69,72
БорВ10,81ГерманияGE72,59
углеродС12,011мышьяккак74,9216
азотN14,0067селеннаходятся78,96
кислородо15,9994Бромбром79904
фторидF18,99840криптонCr83,80
неонне20,179рубидийRb85,4678
натрийна22,98977стронцийстер87,62
магниймг24,305иттрийY88,9059
алюминийAl26,98154цирконийZr91,22
ниобийNb92,9064Нобельне255
молибденMo95,94ЛоренсLr256
технецийТс98,9062Kurchatovyка261
рутенийRu101,07***
родийрезус102.9055***
палладийPd106,4***
сереброAg107 868***
силиконовыйвы28,086кадмийCD112,40
фосфорP30,97376Индия114,82
сера32,06оловоSn118,69
хлорCl35,453сурьмаSb121,75
аргонАрканзас39,948теллурэти127,60
калийК39,098йодЯ126,904
кальцийКалифорния40,08ксенонXe131,30
скандийЮжная Каролина44,9559цезийCs132.9054
Титанэти47,90барийба137,34
ванадий50,9414лантанля138.9055
хромCr51,996церийCe140,12
марганецМиннесота54,9380PraseodimPr140.9077
железоFe55,847Я неNd144,24
кобальтCo.58,9332прометийвечера
СамарияSm150,4висмутбы208.9804
европийЕвросоюз151,96Полонийпосле209
гадолинийБ-г157,25ASTATв210
тербийTb158.9254радонRn222
диспрозийду$ 16,50Францияфр223
Holmiumэй164.9304радиусR226.0254
эрбийEr167,26актинийпеременный ток227
тулийTm168.9342торийго232.0381
иттербийYb173,04протактинийПенсильвания231.0359
ЛютецияLu174,97УранU238,029
гафнийвысокочастотный178,49нептунийNp237.0482
танталэто180.9479плутонийPu244
вольфрамW183,85АмерикаAm243
ренийре186,207кюрисм247
осмийOS190,2БерклиБ.К.247
иридийинфракрасный192,22Калифорниясравни251
платинаPt195,09Эйнштейнэс254
золотоAu196.9665фермиFm257
ртутьртуть200,59MendelevyМэриленд258
таллийTl204,37***
СвинецPb207,2***
© Карнаух Лидия Александровна, подбор материалов, оцифровка; Злоготьева Надежда Анатольевна, дизайн; Злогостев Алексей Сергеевич, Разработка программного обеспечения 2008-2017 гг.

При копировании материалов проекта обязательно ссылайтесь на исходную страницу: «IzNedr.ru: из глубин Земли»

Состояние задачи:

Определите массу молекулы кислорода.

№ задачи. 4.1.2 из «Сборника проблем подготовки предстоящих экзаменов в физике УГНТУ»

Решение:

Рассмотрим молекулу молекулярного кислорода \ (\ nu \) (произвольное число).

Напомним, что кислородная формула: O2.

Чтобы найти массу (\ m) данного количества кислорода, молекулярная масса кислорода \ (M \) умножается на число молей \ (\ nu \).

\ [m = \ nu \ cdot M \]

Используя таблицу Менделеев, легко установить, что молярная масса кислорода равна \ (М \) 32 г / моль или 0,032 кг / моль.

В одном моле число авогадро молекул \ (N_A \) и v \ (\ nu \) mol — v \ (\ nu \) временами больше, т. Е.

\ [N = \ nu {N_A} \]

Чтобы найти массу одной молекулы \ (т_0 \), полную массу \ (т \) нужно разделить на число молекул \ (N \).

\ [{m_0} = \ frac {m} {N} \]

\ [{m_0} = \ frac {{\ nu \ cdot M}} {{\ nu \ cdot {N_A}}} \]

\ {{M_0} = \ frac {M} {{{N_A}}} \]

Число Авогадро (N_A1) — табличное значение, равное 6,022 · 1023 моль-1.

Выполняем расчеты:

\ [{M_0} = \ frac {{0,032}} {{6,022 \ cdot {{10} * {23}}}} = 5,3 \ cdot {10 {- 26}} \; = 5,3 кг \ cdot {10 {-23}} \; r \]

Ответ: 5.3 · 10-23 г

Источник: https://vipstylelife.ru/kak-opredelit-otnositelnuju-atomnuju-massu/

Biz-books
Добавить комментарий