内容

• 脚步
• 忠告
• 警告
• 你需要什么

平均质量原子不是原子质量的直接量度。相反，这是元素典型样品中每个原子的平均质量。如果您可以测量数十亿个单个原子的质量，则可以通过计算它们的平均值来找出它们。我们有一个更实用的方法，该方法基于有关化学元素不同同位素的信息。

脚步

第1部分，共2部分：计算平均质量原子

1. 

   了解同位素和质量原子。 在自然界中，大多数元素都以多种形式或同位素存在。同一元素的两个同位素之间唯一的区别是原子中的中子数，中子数影响质量原子。计算原子的平均质量时会考虑到这种差异的影响，并告诉您这些原子的样本中每个原子的平均质量。
   • 例如，元素银（Ag）具有两种天然同位素：Ag-107和Ag-109（或Ag和Ag）。同位素以“质量数”或原子中质子数和中子数的总和来命名。这意味着Ag-109的中子比Ag-107多两个，因此它的原子重一些。

2. 

   
   
   找到每种同位素的质量。 每个同位素都需要两条信息，您可以在参考书中查找它们，也可以在线查找，例如webelements.com。第一个是每个同位素的质量原子或原子质量。具有更多中子的同位素具有更大的质量。
   • 例如，银同位素Ag-107具有质量原子 106,90509 amu （立方原子的单位）。同位素Ag-109的质量略重 108,90470.
   • 文件末尾的小数点对可能略有不同。质量后不要在括号内写任何数字。

3. 

   
   
   写下每种同位素的自然存活率。 该速率表示同位素的流行程度，以元素总原子的百分比表示。您可以在同一文档中找到带有立方原子的信息。所有同位素的自然存活率应为100％（尽管由于四舍五入的误差可能会略有差异）。
   • Ag-107同位素的比例为51.86％。同位素Ag-109较少见，比率为48.14％。这意味着正常的银样品具有51.86％的Ag-107和48.14％的Ag-109。
   • 没有此存活率的任何同位素都将被忽略。这些同位素在地球上并不自然存在。

4. 

   
   
   将同位素百分比转换为十进制数。 将该比率除以100将得到与小数相同的值。
   • 在上面的银样品中，同位素比为51.86 / 100 = 0,5186 和48,14 / 100 = 0,4814.

5. 

   找到平均立方原子。 元素的平均质量原子具有 ñ 同位素相等 （原子块_同位素1 *比率_同位素1）+（原子质量_同位素2 *比率_同位素2）+ ... +（原子质量_{同位素 ñ} *比率_{同位素 ñ}。这是“平均质量”的一个例子，这意味着同位素的存活率越大，其对结果的影响就越大。对于银，如何应用此公式如下：
   • 中等质量原子_银 =（立方原子_银107 *比率_银107）+（原子质量_银109 *比率_银109)
     =(106,90509 * 0,5186) + (108,90470 * 0,4814)
     = 55,4410 + 52,4267
     = 107.8677 amu。
   • 在元素周期表中找到该元素以检查结果。平均立方原子始终写在元素的化学符号下方。
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第2部分（共2部分）：使用结果

1. 

   将质量转换为原子序数。 平均质量原子表示该元素的典型样品中质量与原子数之间的关系。这在化学实验室中非常有用，因为几乎不可能精确地计数原子，但是质量很容易确定。例如，您可以称重一个银样品，并知道每107,8677 amu将有一个银原子。

2. 

   转换为摩尔质量. 原子质量单位非常小，因此化学家经常使用克单位质量。幸运的是，我们已经定义了这些概念，因此转换应该很容易。只需将平均质量原子乘以1 g / mol（摩尔质量常数）即可得到g / mol的结果。例如，107,8677克的银包含一摩尔的银原子。

3. 

   求出平均分子量。 由于分子是原子的集合，因此您可以将所有原子的质量相加即可找到分子质量。如果使用平均质量原子（而不是特定同位素的质量），则结果将是自然界中样品的平均分子量。这是一个例子：
   • 水分子的化学式为H₂O包含两个氢原子（H）和一个氧（O）原子。
   • 氢的平均质量原子为1,00794 amu。氧气的平均原子质量为15,9994 amu。
   • 所以H的平均分子量₂O等于（1,00794）（2）+ 15,9994 = 18,01528 amu，相当于18,01528 g / mol。
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忠告

• 相对原子质量的概念有时与平均质量原子同义使用。由于原子质量相对单位不大，因此存在细微差别。它是相对于碳12原子的质量的量度。只要在平均立方原子计算中使用原子质量单位，这两个值是相同的。
• 立方原子后面括号中的数字告诉我们该错误。例如，质量原子1.0173（4）表示元素的普通原子的质量范围约为1.0173±0.0004。如果不需要，则无需获取此号码。
• 在元素周期表上，除少数例外，随后元素的平均立方原子大于之前的原子。这是检查结果的快速方法。
• 1原子质量单位是碳12原子的质量的1/12。
• 同位素存活率是根据地球上自然产生的典型样本计算得出的。非天然存在的物质，例如陨石或实验室生产的一种物质，可能具有不同的同位素比，因此平均质量原子也不同。

警告

• 质量原子始终以原子质量单位（amu或u）书写，有时也称为道尔顿（Da）。请勿在未更改此数字后再写其他质量单位（例如千克）。

你需要什么

• 铅笔
• 纸
• 笔记本电脑
• 自然界中同位素存活率的数据。
• 同位素的质量原子单位数据。