Masa atomică. masa atomică relativă. masa atomică reprezintă valoarea masei unui atom. exprimată în unități de masă atomică. Acesta este definit ca raportul dintre masa atomului unui element dat și 1/12 din masa atomului neutru al izotopului de carbon 12 C. Din definiția rezultă că masa atomică relativă este o cantitate fără dimensiuni [1].
Informații generale [editați]
Una dintre proprietățile fundamentale ale unui atom este masa sa. Masa absolută a unui atom este o cantitate extrem de mică. Astfel, în chimie (în scopuri practice) este avantajos și mult mai convenabil să se folosească o cantitate relativă [convențională], numită masa atomică relativă sau pur și simplu masa atomică, și care arată de câte ori masa unui atom dintr-un element dat este mai mare decât masa unui atom dintr-un alt element, luată ca unitate de masă.
Ca unitate de măsură a masei atomice și moleculare, se acceptă 1/12 din masa atomului neutru al izotopului de carbon 12C cel mai abundent [3]. Această unitate de măsurare a masei se numește unitatea de masă atomică. (Amu).
Diferența dintre masa atomică a unui izotop și numărul său de masă se numește exces de masă (este de obicei exprimată în MeV). Poate fi pozitiv sau negativ; motivul apariției sale este dependența neliniară a energiei de legare a nucleelor de numărul de protoni și neutroni, precum și de diferența dintre masele protonului și neutronului.
Dependența maselor atomice ale unui izotop de numărul de masă este după cum urmează: masa excesului este pozitivă pentru hidrogen-1. cu creșterea numărului de masă, acesta scade și devine negativ până când se atinge un nivel minim pentru fierul-56. apoi începe să crească și crește la valori pozitive pentru nuclidele grele. Aceasta corespunde faptului că fisiunea nucleelor mai grele decât fierul eliberează energie, în timp ce împărțirea nucleelor ușoare necesită energie. Dimpotrivă, fuziunea nucleilor mai ușoară decât energia cu fier eliberează energie, fuziunea elementelor mai grele decât fierul necesită energie suplimentară.
Masa atomică a elementelor chimice (de asemenea, „masa atomică medie“, „greutatea atomică etalon“) este masa atomică medie a tuturor izotopilor care apar natural ale elementului chimic în ceea ce privește natura lor (interes) distribuite în scoarța terestră și atmosferă. Această masă atomică este reprezentată în tabelul periodic al lui DI Mendeleyev. se utilizează în calcule stoichiometrice. Element de greutate atomică cu raportul izotopic depreciat (de exemplu, oricare dintre izotop îmbogățit) diferă de standard. Pentru elementele monoizotopici (cum ar fi iod. Aurul și m. P.) Element de masa atomică coincide cu o greutate atomică de drept unic reprezentat în amestecul izotop natural.
Masă moleculară (molară) [modifică]
Masa moleculară a unui compus chimic este suma masei atomice a elementelor care o compun, înmulțită cu coeficienții stoichiometrici ai elementelor cu formula chimică a compusului. Strict vorbind, masa moleculei este mai mică decât masa atomilor ei constituenți cu o cantitate egală cu energia de legare a moleculei (vezi mai sus). Totuși, acest defect de masă este de 9-10 ordine de mărime mai mic decât masa moleculei și poate fi neglijat.
Definiția molului (și numărul Avogadro) este aleasă astfel încât masa unui mol de substanță (masa molară), exprimată în grame (pe mol), să fie numeric egală cu masa atomică (sau moleculară) a acestei substanțe. De exemplu, masa atomică a fierului este de 55,847 amu. În consecință, un mol de fier (adică numărul de atomi de fier egal cu numărul lui Avogadro, 6,022 x 10 23) are o masă de 55,847 g.
Compararea directă și măsurarea masei de atomi și molecule se efectuează utilizând metode spectrometrice de masă.
Istorie [edita]
La calcularea greutății atomice inițial (de la începutul secolului al XIX de Propozitia Dalton;. Vezi teoria atomică Dalton) Per unitate de masă [relativă] luată ca masa atomului de hidrogen al elementului de lumină și în legătură cu acesta atomi calculați în masă și alte elemente .. Dar deoarece masele atomice ale majorității elementelor sunt determinate pe baza compoziției compușilor lor de oxigen. faptul (de facto) calculele au fost efectuate în raport cu masa atomică a oxigenului, este luată egală cu 16; raportul dintre masele atomice de oxigen și hidrogen a fost considerat a fi 16: 1. Ulterior, măsurători mai precise au arătat că acest raport este egal cu 15.874: 1 sau [care aceeași] 16: 1.0079 - în funcție de număr întreg de atomi luați - sau oxigen hidrogen. Schimbarea în masa atomică a oxigenului ar determina o schimbare a masei atomice a majorității elementelor. Prin urmare, sa decis lăsarea masei atomice 16 pentru oxigen, presupunând că masa atomică de hidrogen este egală cu 1,0079.
Astfel, pentru unitatea de masă atomică, a fost luată 1/16 parte din masa atomului de oxigen, numită unitatea de oxigen. Sa stabilit ulterior că oxigenul este un amestec izotop natural, astfel încât unitatea de masă de oxigen caracterizează valoarea medie a masei izotopilor naturali ai atomilor de oxigen. Pentru fizica nucleară, o astfel de unitate nu a fost acceptată, iar în această ramură a științei pentru unitatea de masă atomică a fost adoptată 1/16 din masa unui atom de oxigen 16 O. Ca urmare, două scara oformirilis maselor atomice - chimice și fizice. Prezența a două scale de mase atomice a creat inconveniente mari.
Introducerea scalei de carbon a maselor atomice în loc de oxigen este asociată cu o diferență în standardele scalelor fizice și chimice ale masei atomice. Până în anii 1960, prin măsurători spectroscopice (fizice) masice, masa atomică a fost determinată astfel încât nucleul oxigen 16 să aibă o masă atomică de 16 (scară de oxigen). Cu toate acestea, raportul de oxigen-16, oxigen-17 și oxigen-18 în oxigen natural. care a fost utilizată și în calculele masei atomice (în cazul chimiștilor), a condus la prezența a două tabele diferite de mase atomice (bazate pe unități de oxigen, fizice și chimice) [4]; prin urmare, valorile unor constante calculate din scara fizică și chimică s-au dovedit a fi diferite. În plus, compoziția izotopică a oxigenului natural este, de asemenea, instabilă.
Scara uniformă maselor atomice relative și atomice nouă unitate de masă adoptată de Congresul Internațional al fizicii (1960), și este standardizat de Congresul Internațional al Chemists (1961, 100 de ani de la primul Congres International Chemical) în loc de cele două oxigen unități atomice de masă anterioare - fizice și chimice. Unitatea chimică de oxigen este 0.999957 din noua unitate de carbon a masei atomice.
În scara modernă, masele atomice relative ale oxigenului și hidrogenului sunt respectiv 15.9994: 1.0079 ...
Note [editați]
- ↑ Chertov AG Unități de cantități fizice. - M. "Școala superioară", 1977. - 287 p.
- ↑ Consultați constantele fizice fundamentale # Câteva alte constante fizice.
- ↑ Prin urmare, masa atomică a acestui izotop este, prin definiție, egală cu 12 (amu) cu precizie
- ↑ Chemists scară utilizată pe baza faptului că amestecul natural al izotopilor de oxigen trebuie să aibă o masă atomică 16, în timp ce fizica apropriate la același număr de 16, greutatea atomică dintre cele mai comune izotop al oxigenului (având opt protoni și neutroni opt).
Greutăți moleculare. Greutăți atomice. // Fundamentele Chimiei Generale / Nekrasov BV 3rd ed. - M. Chemistry, 1973. - Vol. I - p. 22-27.