המשקל האטומי הוא המסה הממוצעת של האטומים של יסוד כימי מסוים. זה ידוע ומשמש להחלפה כמסה אטומית, אם כי פשוטו כמשמעו המשמעות של כל אחת מהן שונה.
המונח 'משקל' בפיזיקה מרמז על הכוח המופעל על שדה כבידה המתבטא ביחידות כוח כמו הניוטון. עם זאת, מאז 1908 משתמשים במונח משקל אטומי, שכיום ידוע יותר כמסה אטומית יחסית; כלומר הם שם נרדף.
מקור: Pexels.
האטומים כה קטנים, בשפע ושונים אפילו עבור אותו אלמנט, עד שזו לא משימה קלה להקצות להם גודל פיזי כמו מסה. בדיוק לאורך זמן הבחירה ביחידה המייצגת את המשקל או המסה האטומית של יסוד כימי השתנתה.
בתחילה, המסה של האטום הקטן ביותר, שהוא אטום המימן (H), נבחרה כיחידת המסה האטומית. בהמשך הוא שינה ליחידת המסה האטומית של חמצן טבעי 1/16, ואז העדיף האיזוטופ הקל 16 O שלו.
מאז 1961, בשל חשיבותו הרבה של אטום הפחמן (C), הוא נבחר להפנות את המשקל האטומי לאיזוטופ C-12 שלו. יתר על כן, אטום C הוא היסוד הכימי המרכזי או המפתח של כימיה אורגנית וביוכימיה.
מה המשקל האטומי?
המשקל האטומי (AP) הוא המשקל הממוצע של המוני האיזוטופים הטבעיים המרכיבים יסוד כימי. המונח מתייחס למסה האטומית היחסית שיש בידי האטומים של כל אחד מהיסודות הכימיים.
כפי שהוזכר בסעיף הפתיחה, משתמשים באופן מסורתי במונח משקל אטומי, אך למעשה מדובר במסה אטומית. מאז 1961, על סמך אטום הפחמן -12, אומץ ערכו 12 לסולם המשקלים האטומיים היחסיים.
אבל מה המסה האטומית אז? זהו סכום הפרוטונים והנויטרונים שיש לאטום, והמסה שתרמה האלקטרונים היא זניחה. המסה האטומית של מימן (H), למשל, היא 1.00974 דה, והמסה של המגנזיום (מג) היא 24.3050 דה.
בהשוואה, משמעות הדבר היא כי אטומי Mg הם כבדים יותר מאטומי H: פי 24 יותר מדויקים. כאשר יש צורך בערכי המשקל או המסה האטומית של יסוד כימי כלשהו, ניתן להשיג זאת על ידי עיון בטבלה המחזורית.
יחידות
אחת היחידות הראשונות במשקל האטומי, אמו, התבטאה כ 1/16 (0.0625) ממשקלו של אטום חמצן.
יחידה זו השתנתה עם גילוי קיומם של האיזוטופים הטבעיים של יסוד משנת 1912; לכן אי אפשר היה להתעלם עוד מאיזוטופים.
נכון לעכשיו, היחידה הסטנדרטית של מסה אטומית או דלטון היא 1/12 ממשקל האטום של איזוטופ 12 C. זה יציב ושופע יותר מ 13- C ו- 14 C.
יחידת מסה אטומית סטנדרטית היא מסה של נוקלאון (פרוטון או נויטרון) והיא שווה ל -1 גרם / מול. איחוד או תקינה זו בוצעו עם אטום C-12 שאליו מוקצות 12 יחידות מסה אטומית.
וכך המשקל האטומי היחסי או המסה האטומית יכולים לבוא לידי ביטוי כיום בגרמים לשומה של אטומים.
כיצד מחושב המשקל האטומי?
כדי לקבוע את המשקל האטומי, תחילה יש לחשב את המסה האטומית של האיזוטופ, שהוא סכום מספר הפרוטונים והנויטרונים שיש לאטום מסוים.
מספר האלקטרונים שיש לו לא נלקח בחשבון, מכיוון שמסתו זניחה לעומת זו של הנויטרונים והפרוטונים.
אותו הדבר נעשה עם כל איזוטופ של אותו אלמנט. ואז, בידיעת השפע הטבעי שלהם, מחושב מסה אטומית ממוצעת משוקללת של כל האיזוטופים על ידי הוספת המוצר m ∙ A (m = מסה אטומית, ו- A השפע חלקי 100).
לדוגמה, נניח שיש לך מקבץ של אטומי ברזל שבהם 93% מהם 56 Fe ואילו 5% הם 54 Fe והשאר 2% 57 Fe. המוני האטום מסומנים כבר בפינות השמאליות העליונות. של סמלים כימיים. מחושב אז:
56 (0.93) + 54 (0.05) + 57 (0.02) = 55.92 גרם / מול אטומי Fe
באשכול זה, ברזל הוא בעל משקל אטומי של 55.92. אבל מה עם שאר כדור הארץ כולו או שאר היקום? באשכול ישנם רק שלושה איזוטופים, ששפעם משתנה אם לוקחים בחשבון את כדור הארץ, שם יהיו יותר איזוטופים זמינים והחישובים מסתבכים יותר.
שיקולים
כדי לחשב את המשקל האטומי של היסודות המדווחים בטבלה המחזורית, יש לקחת בחשבון את הדברים הבאים:
האיזוטופים שקיימים באופיו של אותו יסוד כימי. אטומים של אותו יסוד כימי שיש להם מספר שונה של נויטרונים הם האיזוטופים של אותו יסוד כימי.
-בדגימות שמתקבלות מכל איזוטופ נלקחת בחשבון המסה האטומית של כל אחת מהן.
-השפע היחסי של כל אחד מהאיזוטופים לאלמנט מסוים בדגימות שנמצאו בטבע הוא גם חשוב.
ניתן למצוא את הערך של המשקל האטומי של אטום בודד בלבד או שנמצא במדגם טבעי של היסוד. או של קבוצת אטומים במקרה של איזוטופים של אותו יסוד, שקובעים את המשקל האטומי הסטנדרטי או הממוצע.
-כדי לקבוע את המשקל האטומי הסטנדרטי של יסודות כימיים, שקלו איזוטופים אחד או יותר מאותו יסוד.
יש כמה יסודות כימיים כמו פרנקיום (Fr) שאין להם איזוטופים יציבים וטרם הם בעלי משקל אטומי סטנדרטי.
דוגמאות
על ידי התייעצות עם הטבלה המחזורית של יסודות כימיים, ניתן למצוא את המשקל האטומי של יסוד כימי; כלומר, אלה שחושבו בהתחשב בכל האיזוטופים היציבים (ומסיבה זו בדרך כלל יש להם מספר רב עשרוני).
שם נצפה כי המספר האטומי של מימן (H) שווה ל 1, שווה למספר הפרוטונים שלו. המשקל האטומי של H הוא הנמוך מבין כל היסודות, עם ערך של 1.00794 u ± 0.00001 u.
לגבי בורון, משקלו האטומי נקבע על סמך שני איזוטופים שהתקבלו בטבע וערכו נע בין 10,806 ל- 10,821.
אין משקל אטומי סטנדרטי במקרה של אלמנטים לא טבעיים או סינתטיים שאין להם איזוטופים בטבע; כמו המקרה הנ"ל של פרנקיום (Fr), פולוניום (Po), ראדון (Ra), בין שאר היסודות הכימיים.
במקרים אלה המשקל האטומי מוגבל לסכום מספר הפרוטונים והנויטרונים של יסוד זה.
ערך המשקל האטומי מדווח בסוגריים, מה שאומר שהוא אינו משקל אטומי סטנדרטי. אפילו הערך של המשקל האטומי הסטנדרטי עשוי להשתנות אם יתגלו יותר איזוטופים של יסוד מסוים.
הפניות
- הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (22 ביוני 2018). הגדרת משקל אטומי. התאושש מ: thoughtco.com
- חימנז, ו 'ומקרוללה, ג'יי (1984). פיזיוכימיה פיזיולוגית. (6 ת"א. Ed). מדריד: אינטרמריקנה
- Whitten, K., דייויס, R., Peck M. ו- Stanley, G. (2008). כִּימִיָה. (8 א.ע.ד ). לימוד CENGAGE: מקסיקו.
- ויקיפדיה. (2018). משקל אטומי סטנדרטי. התאושש מ: en.wikipedia.org
- פרופ 'נ' דה ליאון. (sf). משקולות אטומיות. התאושש מ: iun.edu