Una dintre proprietățile fundamentale ale unui atom este masa sa. Masa absolută a unui atom este o cantitate extrem de mică. Astfel, atomul de hidrogen are o masă de aproximativ 1,67 · 10-24 g [2]. Prin urmare, chimia (în scopuri practice) este în mod avantajos și în mod semnificativ mai convenabil de a folosi o valoare [condițional] relativă, care se numește masa atomică relativă sau masa pur și simplu atomică și care indică de câte ori greutatea elementului atomului masa celălalt atom element de adoptat pentru fiecare măsurare de greutate unitară .
Ca unitate de măsură a masei atomice și moleculare, 1/12 din masa atomului neutru din cel mai abundent izotop de carbon 12 C este acceptată [3]. Această unitate extra-sistem pentru măsurarea masei se numește unitatea de masă atomică (ae) sau Dalton (Da).
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 nucleelor 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. Masa atomică a unui element cu un raport izotopic rupt (de exemplu, îmbogățit cu un izotop) diferă de cel 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. Pentru elementele chimice care nu se găsesc în natură (elemente chimice sintetice), cum ar fi technețiu. curium etc., ca masa atomică a elementului, indică condițional numărul de masă al celor mai stabili izotopi cunoscuți ai acestui element; astfel de valori în tabelul periodic sunt indicate în mod paranteze pătrate.
Masă moleculară (molară)
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.
Determinarea mol (și numărul Avogadro) este selectat, astfel încât greutatea unui mol de substanță (masa molară), exprimată în grame (prin mol), a fost numeric egală cu greutatea atomică (sau molecular) a acestei substanțe. De exemplu, masa atomică a fierului este de 55,847 a. Prin urmare, un mol de fier (adică numărul de atomi de fier egal cu numărul lui Avogadro, ≈ 6,022 · 10 23) are o masă de 55,847 grame.
Compararea directă și măsurarea masei de atomi și molecule se efectuează utilizând metode spectrometrice de masă.
La calcularea greutății atomice inițial (de la începutul secolului al XIX, teoria atomică propunere J. Dalton ;. Cm 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. în fapt s-au făcut calcule (de facto) cu privire la masa atomică de oxigen, care se presupunea că este de 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 de 15.874. 1 sau, care este același, 16. 1,0079. - în funcție de ce atom - oxigen sau hidrogen - se referă la valoarea întregului. 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, 1/16 parte din masa atomului de oxigen, denumită unitatea de oxigen, a fost luată ca unitate a masei atomice. Mai târziu sa constatat că oxigenul natural este un amestec de izotopi. astfel încât unitatea de masă de oxigen caracterizează valoarea medie a masei izotopilor naturali ai atomilor de oxigen (oxigen-16, oxigen-17 și oxigen-18), care s-au dovedit a fi instabile din cauza variațiilor naturale în compoziția izotopică a oxigenului. Pentru fizica nucleară, o astfel de unitate nu a fost acceptată, iar în această ramură a științei pentru unitatea de masă atomică a fost adoptat 1/16 din masa unui atom de oxigen 16 O. Ca urmare, sa format două scări ale maselor atomice - chimice și fizice. Prezența a două scale de mase atomice a creat inconveniente mari. Valorile multor constante calculate pe baza scalei fizice și chimice s-au dovedit a fi diferite [4]. Această situație inacceptabilă a dus la introducerea scalei de carbon a maselor atomice în locul oxigenului.
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 ... Ca noua unitate de masă atomică este legată de un anumit izotop, și nu la masa atomică medie a unui element chimic, variații izotopice naturale nu afectează reproductibilitatea acestei unități.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: