Hmotnosti atom? a molekul jsou velmi mal?, proto je vhodn? zvolit hmotnost jednoho z atom? jako jednotku m??en? a vyj?d?it hmotnosti zb?vaj?c?ch atom? vzhledem k n?mu. P?esn? to ud?lal zakladatel atomov? teorie Dalton, kter? sestavil tabulku atomov?ch hmotnost?, p?i?em? za jednotku vzal hmotnost atomu vod?ku.

Do roku 1961 byla ve fyzice 1/16 hmotnosti atomu kysl?ku 16 O br?na jako atomov? hmotnostn? jednotka (zkr?cen? amu) a v chemii - 1/16 pr?m?rn? atomov? hmotnosti p??rodn?ho kysl?ku, co? je sm?s ze t?? izotop?. Chemick? hmotnostn? jednotka byla o 0,03 % v?t?? ne? fyzik?ln?.

V sou?asnosti je ve fyzice a chemii p?ijat jednotn? syst?m m??en?. Jako standardn? jednotka atomov? hmotnosti je zvolena 1/12 hmotnosti atomu uhl?ku 12C.

1 amu \u003d 1/12 m (12 C) \u003d 1,66057 x 10-27 kg \u003d 1,66057 x 10-24 g.

DEFINICE

Relativn? atomov? hmotnost prvku (A r)- jedn? se o bezrozm?rnou veli?inu rovnaj?c? se pom?ru pr?m?rn? hmotnosti atomu prvku k 1/12 hmotnosti atomu 12 C.

P?i v?po?tu relativn? atomov? hmotnosti se bere v ?vahu mno?stv? izotop? prvk? v zemsk? k??e. Nap??klad chlor m? dva izotopy 35 Cl (75,5 %) a 37 Cl (24,5 %) Relativn? atomov? hmotnost chloru je:

Ar (Cl) \u003d (0,755 x m (35 Cl) + 0,245 x m (37 Cl)) / (1/12 x m (12 C) = 35,5.

Z definice relativn? atomov? hmotnosti vypl?v?, ?e pr?m?rn? absolutn? hmotnost atomu se rovn? relativn? atomov? hmotnosti kr?t amu:

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

P??klady ?e?en? probl?m?

P??KLAD 1

P??KLAD 2

atomov? hmotnost, relativn? atomov? hmotnost(zastaral? n?zev - atomov? hmotnost) - hodnota hmotnosti atomu, vyj?d?en? v atomov?ch hmotnostn?ch jednotk?ch. V sou?asn? dob? se p?edpokl?d?, ?e jednotka atomov? hmotnosti je 1/12 hmotnosti neutr?ln?ho atomu nejb??n?j??ho izotopu uhl?ku 12C, tak?e atomov? hmotnost tohoto izotopu je podle definice p?esn? 12. Pro jak?koli jin? izotop je atomov? hmotnost nen? cel? ??slo, i kdy? se bl??? hmotnostn?mu ??slu tohoto izotopu (tj. celkov?mu po?tu nukleon? - proton? a neutron? - v jeho j?d?e). Rozd?l mezi atomovou hmotnost? izotopu a jeho hmotnostn?m ??slem se naz?v? hmotnostn? p?ebytek (obvykle vyj?d?en? v MeV). M??e b?t pozitivn? i negativn?; d?vodem jeho vzniku je neline?rn? z?vislost vazebn? energie jader na po?tu proton? a neutron? a tak? rozd?l v hmotnostech protonu a neutronu.

Z?vislost atomov? hmotnosti na hmotnostn?m ??sle je n?sleduj?c?: p?ebyte?n? hmotnost je kladn? pro vod?k-1, s rostouc?m hmotnostn?m ??slem kles? a st?v? se z?pornou, dokud nen? dosa?eno minima pro ?elezo-56, pak za??n? r?st a zvy?uje se do kladn?ch hodnot pro t??k? nuklidy. To odpov?d? skute?nosti, ?e ?t?pen? jader t????ch ne? ?elezo uvol?uje energii, zat?mco ?t?pen? lehk?ch jader energii vy?aduje. Naopak f?ze jader leh??ch ne? ?elezo uvol?uje energii, zat?mco f?ze prvk? t????ch ne? ?elezo vy?aduje dal?? energii.

Atomov? hmotnost chemick?ho prvku (tak? "pr?m?rn? atomov? hmotnost", "standardn? atomov? hmotnost") je v??en? pr?m?rn? atomov? hmotnost v?ech stabiln?ch izotop? dan?ho chemick?ho prvku s p?ihl?dnut?m k jejich p?irozen?mu v?skytu v zemsk? k??e a atmosf??e. Pr?v? tato atomov? hmotnost je uvedena v periodick? tabulce, pou??v? se ve stechiometrick?ch v?po?tech. Atomov? hmotnost prvku s naru?en?m pom?rem izotop? (nap??klad obohacen?ho o n?jak? izotop) se od standardn? li??.

Molekulov? hmotnost mo chemick? slou?eniny je sou?et atomov?ch hmotnost? prvk?, kter? ji tvo??, vyn?soben? stechiometrick?mi koeficienty prvk? podle chemick?ho vzorce slou?eniny. P??sn? vzato, hmotnost molekuly je men?? ne? hmotnost jej?ch jednotliv?ch atom? o hodnotu rovnou vazebn? energii molekuly. Tento hmotnostn? defekt je v?ak o 9–10 ??d? men?? ne? hmotnost molekuly a lze jej zanedbat.

Definice molu (a Avogadrova ??sla) je zvolena tak, ?e hmotnost jednoho molu l?tky (mol?rn? hmotnost), vyj?d?en? v gramech, je ??seln? rovna atomov? (neboli molekul?rn?) hmotnosti t?to l?tky. Nap??klad atomov? hmotnost ?eleza je 55,847. Jeden mol atom? ?eleza (tedy jejich po?et rovn? Avogadrov? ??slu 6,022 1023) tedy obsahuje 55,847 gram?.

P??m? porovn?v?n? a m??en? hmotnost? atom? a molekul se prov?d? pomoc? metod hmotnostn? spektrometrie.
P??b?h
A? do 60. let byla atomov? hmotnost ur?ov?na tak, ?e izotop kysl?ku-16 m?l atomovou hmotnost 16 (kysl?kov? stupnice). Pom?r kysl?ku-17 ke kysl?ku-18 v p??rodn?m kysl?ku, kter? byl tak? pou?it p?i v?po?tech atomov? hmotnosti, v?ak vedl ke dv?ma r?zn?m tabulk?m atomov?ch hmotnost?. Chemici pou?ili stupnici zalo?enou na skute?nosti, ?e p??rodn? sm?s izotop? kysl?ku by m?la m?t atomovou hmotnost 16, zat?mco fyzici p?i?adili stejn? ??slo 16 atomov? hmotnosti nejhojn?j??ho izotopu kysl?ku (maj?c?ho osm proton? a osm neutron?).
Wikipedie

Hmotnosti atom? a molekul jsou velmi mal?, proto je vhodn? zvolit hmotnost jednoho z atom? jako jednotku m??en? a vyj?d?it hmotnosti zb?vaj?c?ch atom? vzhledem k n?mu. P?esn? to ud?lal zakladatel atomov? teorie Dalton, kter? sestavil tabulku atomov?ch hmotnost?, p?i?em? za jednotku vzal hmotnost atomu vod?ku.

Do roku 1961 byla ve fyzice 1/16 hmotnosti atomu kysl?ku 16O br?na jako atomov? hmotnostn? jednotka (zkr?cen? a.m.u.) a v chemii 1/16 pr?m?rn? atomov? hmotnosti p??rodn?ho kysl?ku, co? je sm?s t?i izotopy. Chemick? hmotnostn? jednotka byla o 0,03 % v?t?? ne? fyzik?ln?.

V sou?asnosti je ve fyzice a chemii p?ijat jednotn? syst?m m??en?. Jako standardn? jednotka atomov? hmotnosti byla zvolena 1/12 hmotnosti atomu uhl?ku 12C.

1 amu \u003d 1/12 m (12 C) \u003d 1,66057 x 10-27 kg \u003d 1,66057 x 10-24 g.

P?i v?po?tu relativn? atomov? hmotnosti se bere v ?vahu mno?stv? izotop? prvk? v zemsk? k??e. Nap??klad chlor m? dva izotopy 35Cl (75,5 %) a 37Cl (24,5 %) Relativn? atomov? hmotnost chloru je:

Ar(Cl) = (0,755xm(35Cl) + 0,245xm(37Cl)) / (1/12xm(12C) = 35,5.

Z definice relativn? atomov? hmotnosti vypl?v?, ?e pr?m?rn? absolutn? hmotnost atomu se rovn? relativn? atomov? hmotnosti kr?t amu:

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

P??klady ?e?en? probl?m?

Relativn? atomov? a molekul?rn? hmotnosti

Tato kalkula?ka je ur?ena k v?po?tu atomov? hmotnosti prvk?.

Atomov? hmotnost(tak? zvan? relativn? atomov? hmotnost) Je hodnota hmotnosti jednoho atomu l?tky. Relativn? atomov? hmotnost se vyjad?uje v jednotk?ch atomov? hmotnosti. Relativn? atomov? hmotnost rozli?ovac?(Skute?n?) hmotnost atom. P?itom skute?n? hmotnost atomu je p??li? mal? a pro praktick? pou?it? tedy nevhodn?.

Atomov? hmotnost l?tky ovliv?uje mno?stv? protony a neutrony v j?d?e atomu.

Hmotnost elektron? je ignorov?na, proto?e je velmi mal?.

Chcete-li ur?it atomovou hmotnost l?tky, mus?te zadat n?sleduj?c? informace:

• Po?et proton?- kolik proton? je v j?d?e l?tky;
• Po?et neutron? Kolik neutron? je v j?dru hmoty.

Na z?klad? t?chto ?daj? kalkula?ka vypo??t? atomovou hmotnost l?tky vyj?d?enou v jednotk?ch atomov? hmotnosti.

Tabulka chemick?ch prvk? a jejich atomov? hmotnost vod?k H 1,0079 nikl Tady nen? ??dn? 58,70 h?lium on 4,0026 peka? Cu 63,546 lithium Li 6941 zinek Zn 65,38 beryllium b?t 9,01218 Galie Gruzie 69,72 Bor V 10,81 N?mecko G.E. 72,59 uhl?k Z 12,011 arsen jak 74,9216 dus?k N 14,0067 selen jsou 78,96 kysl?k o 15,9994 Br?m br?m 79904 fluorid F 18,99840 krypton Cr 83,80 neon ne 20,179 rubidium Rb 85,4678 sod?k na 22,98977 stroncium vymaz?no 87,62 ho???k mg 24,305 yttrium Y 88,9059 hlin?k Al 26,98154 zirkonium Zr 91,22 niob Nb 92,9064 Nobelova ne 255 molybden Mo 95,94 Lawrence lr 256 technecium Ts 98,9062 Kurchatovy ka 261 ruthenium Ru 101,07 * * * rhodium rhesus 102.9055 * * * palladium Pd 106,4 * * * st??brn? Ag 107 868 * * * silikon vy 28,086 kadmium CD 112,40 fosfor P 30,97376 Indie 114,82 s?ra 32,06 c?n sn 118,69 chl?r Cl 35,453 antimon Sb 121,75 argon Arkansas 39,948 telur tyto 127,60 drasl?k Na 39,098 j?d j? 126,904 v?pn?k Kalifornie 40,08 xenon Xe 131,30 skandium Ji?n? Karol?na 44,9559 cesium ?s 132.9054 Titan tyto 47,90 baryum ba 137,34 vanadium 50,9414 lanthanu Los Angeles 138.9055 chrom Cr 51,996 cer Ce 140,12 mangan Minnesota 54,9380 Praseodym Pr 140.9077 ?ehli?ka Fe 55,847 j? ne Nd 144,24 kobalt spol. 58,9332 promethium ve?ery Sama?? sm 150,4 vizmut bych 208.9804 europium Evropsk? unie 151,96 Polonium po 209 gadolinium G-d 157,25 ASTAT v 210 terbium Tb 158.9254 radonu Rn 222 dysprosium du $ 16,50 Francie fr 223 Holmium Ahoj 164.9304 polom?r R 226.0254 erbium Er 167,26 aktinium st??dav? proud 227 thulium Tm 168.9342 thorium ?t 232.0381 ytterbium Yb 173,04 protaktinium Pensylv?nie 231.0359 Lutetia Lu 174,97 Uran U 238,029 hafnium vysok? frekvence 178,49 neptunium Np 237.0482 tantalu tohle je 180.9479 plutonium Pu 244 wolfram W 183,85 Amerika Dopoledne 243 rhenium re 186,207 curie cm 247 osmium OS 190,2 Berkeley B.K. 247 iridium infra?erven? 192,22 Kalifornie porovnat 251 Platina Pt 195,09 Einstein es 254 zlato Au 196.9665 fermi fm 257 rtu? rtu? 200,59 Mendelevy Maryland 258 thalium Tl 204,37 * * * V?st Pb 207,2 * * *

Relativn? atomov? hmotnost prvku Stav ?kolu: Ur?ete hmotnost molekuly kysl?ku. ??slo ?kolu. 4.1.2 ze "Sb?rky probl?m? p??pravy na nadch?zej?c? zkou?ky z fyziky USPTU" informace: ?e?en?: Uva?ujme molekulu molekul?rn?ho kysl?ku \(\nu\) (libovoln? ??slo). P?ipome?me, ?e kysl?kov? vzorec je O2. Abychom na?li hmotnost (\m) dan?ho mno?stv? kysl?ku, molekul?rn? hmotnost kysl?ku \(M\) se vyn?sob? po?tem mol? \(\nu\). Pomoc? periodick? tabulky je snadn? zjistit, ?e mol?rn? hmotnost kysl?ku je \ (M \) 32 g / mol nebo 0,032 kg / mol. V jednom molu je n?kdy po?et molekul avogadra \ (N_A \) a v \ (\ nu \) mol - v \ (\ nu \) v?t??, tzn. Abychom na?li hmotnost jedn? molekuly \ (m_0 \), je t?eba celkovou hmotnost \ (m \) vyd?lit po?tem molekul \ (N \). \[(m_0)=\frac(m)(N)\] \[(m_0)=\frac((\nu\cdot M))((\nu\cdot(N_A)))\] \((M_0)=\frac(M)(((N_A)))\] Avogadrovo ??slo (N_A1) je tabulkov? hodnota rovna 6,022 1023 mol-1. Prov?d?me v?po?ty: \[(M_0) = \frac ((0,032)) ((6,022\cdot ((10) * (23)))) = 5,3\cdot (10^(-26)) \; = 5,3 kg\cdot(10^(-23))\; r\] Odpov??: 5.3 10-23 Pokud ?e?en? nerozum?te a pokud m?te n?jak? dotazy nebo najdete chybu, m??ete zanechat koment?? n??e. Atomy jsou velmi mal? a velmi mal?. Pokud vyj?d??me hmotnost atomu chemick?ho prvku v gramech, pak to bude ??slo, u kter?ho je ??rka v?t?? ne? dvacet nul. Proto je m??en? hmotnosti atom? v gramech nevhodn?. Pokud v?ak vezmeme velmi malou hmotnost na jednotku, v?echny ostatn? mal? hmotnosti lze vyj?d?it jako pom?r mezi touto jednotkou. Jako jednotka pro m??en? hmotnosti atomu je zvolena 1/12 hmotnosti atomu uhl?ku. Naz?v? se 1/12 hmotnosti atomu uhl?ku. atomov? hmotnost(Ae. Vzorec atomov? hmotnosti Relativn? atomov? hmotnost hodnota se rovn? pom?ru skute?n? hmotnosti atomu konkr?tn?ho chemick?ho prvku k 1/12 skute?n? hmotnosti atomu uhl?ku. To je nekone?n? mno?stv?, proto?e dv? hmoty jsou odd?leny. Ar = matematika. / (1/12) hrnek. nicm?n? absolutn? atomov? hmotnost se rovn? relativn? hodnot? a m? m?rnou jednotku amu. To znamen?, ?e relativn? atomov? hmotnost ud?v?, kolikr?t je hmotnost dan?ho atomu v?t?? ne? 1/12 atomu uhl?ku. Pokud je atom Ar = 12, pak je jeho hmotnost 12kr?t v?t?? ne? 1/12 hmotnosti atomu uhl?ku, nebo jin?mi slovy 12 atomov?ch hmotnostn?ch jednotek. M??e b?t pouze pro uhl?k (C). Na atomu vod?ku (H) Ar = 1. To znamen?, ?e jeho hmotnost se rovn? hmotnosti 1/12 ??sti hmotnosti atomu uhl?ku. Pro kysl?k (O) je relativn? atomov? hmotnost 16 amu. To znamen?, ?e atom kysl?ku je 16kr?t v?t?? ne? 1/12 atomu uhl?ku a m? 16 atomov?ch hmotnostn?ch jednotek. Nejleh??m prvkem je vod?k. Jeho hmotnost je asi 1 amu. Na nejt????ch atomech se hmotnost bl??? 300 amu. Obvykle je pro ka?d? chemick? prvek jeho hodnota absolutn? hmotnost atom?, vyj?d?en? jako a. nap??klad. Hodnota jednotek atomov? hmotnosti je zaznamen?na v periodick? tabulce. Koncept pou??van? pro molekuly relativn? molekulov? hmotnost (g). Relativn? molekulov? hmotnost ud?v?, kolikr?t je hmotnost molekuly v?t?? ne? 1/12 hmotnosti atomu uhl?ku. Proto?e se v?ak hmotnost molekuly rovn? sou?tu hmotnost? jej?ch atomov?ch atom?, lze relativn? molekulovou hmotnost nal?zt jednodu?e se?ten?m relativn?ch hmotnost? t?chto atom?. Nap??klad molekula vody (H2O) obsahuje dva atomy vod?ku s Ar = 1 a jeden atom kysl?ku s Ar = 16. Proto gentleman (H2O) = 18. Mnoho l?tek m? nemolekul?rn? strukturu, nap??klad kovy. V tomto p??pad? je jejich relativn? molekulov? hmotnost rovna jejich relativn? atomov? hmotnosti. Chemie se naz?v? v?znamn? mno?stv? hmotnostn? zlomek chemick?ho prvku v molekule nebo l?tce. Ukazuje, jak velk? relativn? molekulov? hmotnost n?le?? tomuto prvku. Nap??klad ve vod? m? vod?k 2 d?ly (jako oba atomy) a kysl?k 16. To znamen?, ?e kdy? se vod?k sm?ch? s 1 kg a 8 kg hmotnosti kysl?ku, reaguj? beze zbytku. Hmotnostn? zlomek vod?ku je 2/18 = 1/9 a obsah kysl?ku je 16/18 = 8/9. mikrov?ha v opa?n?m p??pad? Podp?ra, podpora, atomov? rovnov?ha(anglicky microbial nebo anglicky nanotubes) je term?n odkazuj?c? na: velk? skupina analytick?ch p??stroj?, jejich? p?esnost m??? hmotnost od jednoho do n?kolika set mikrogram?; speci?ln? vysoce p?esn? p??stroj, kter? umo??uje m??it hmotnost objekt? a? do 0,1 ng (nanovesy). popis Jedna z prvn?ch zm?nek o mikroglobuku je z roku 1910, kdy byl William Ramsay informov?n o tom, jak moc se vyvinul, co? umo?nilo ur?it hmotnosti v rozsahu od 0,1 mm3 do 10-9g (1ng). V sou?asn? dob? se term?n "mikrobi?ln?" ?ast?ji pou??v? k ozna?en? za??zen?, kter? m??? a ur?uj? zm?ny hmotnosti v rozsahu mikrogram? (10-6 gram?). Mikrobiologov? vstoupili do praxe modern?ch v?zkumn?ch a pr?myslov?ch laborato?? a byly vyr?b?ny v r?zn?ch verz?ch s r?znou citlivost? a odpov?daj?c?mi n?klady. Sou?asn? se vyv?j? technika m??en? v oblasti nanogram?. chemie. jak zjistit relativn? atomovou hmotnost? Kdy? mluv?me o m??en? hmotnosti na ?rovni nanogram?, co? je d?le?it? pro m??en? hmotnosti atom?, molekul nebo klastr?, uva?ujeme nejprve o hmotnostn? spektrometrii. V tomto p??pad? je t?eba m?t na pam?ti, ?e m??en? hmotnosti touto metodou znamen? nutnost p?ev?d?t v??en? p?edm?ty na ionty, co? je n?kdy velmi ne??douc?. To nen? nutn? p?i pou?it? dal??ho prakticky d?le?it?ho a ?iroce pou??van?ho za??zen? pro p?esn? m??en? objemov?ch k?emenn?ch mikrob?, jeho? mechanismus ??inku je pops?n v odpov?daj?c?m ?l?nku. Odkazy Jensen K., Kwanpyo Kim, Zettl A. Nanomechan atomic resolution atomic detector // arXiv: 0809.2126 (12. z??? 2008).

V procesu rozvoje v?dy se chemie pot?kala s probl?mem v?po?tu mno?stv? l?tky pro prov?d?n? reakc? a l?tek z?skan?ch v jejich pr?b?hu.

Dnes se pro takov? v?po?ty chemick? reakce mezi l?tkami a sm?smi pou??v? hodnota relativn? atomov? hmotnosti obsa?en? v periodick? tabulce chemick?ch prvk? D. I. Mend?lejeva.

Chemick? d?je a vliv pod?lu prvku v l?tk?ch na pr?b?h reakce

Modern? v?da podle definice „relativn? atomov? hmotnosti chemick?ho prvku“ znamen?, kolikr?t je hmotnost atomu dan?ho chemick?ho prvku v?t?? ne? jedna dvan?ctina atomu uhl?ku.

S p??chodem ?ry chemie rostla pot?eba p?esn?ho stanoven? pr?b?hu chemick? reakce a jej?ch v?sledk?.

Chemici se proto neust?le sna?ili ?e?it probl?m p?esn?ch hmotnost? interaguj?c?ch prvk? v hmot?. Jedn?m z nejlep??ch ?e?en? v t? dob? bylo p?ichycen? k nejleh??mu prvku. A hmotnost jeho atomu byla br?na jako jedna.

Historick? pr?b?h po??t?n? l?tky

Zpo??tku se pou??val vod?k, pot? kysl?k. Tento zp?sob v?po?tu se ale uk?zal jako nep?esn?. D?vodem byla p??tomnost izotop? s hmotnost? 17 a 18 v kysl?ku.

M?t sm?s izotop? tedy technicky dalo jin? ??slo ne? ?estn?ct. Dnes se relativn? atomov? hmotnost prvku vypo??t?v? na z?klad? hmotnosti atomu uhl?ku, kter? se bere jako z?klad, v pom?ru 1/12.

Dalton polo?il z?klady pro relativn? atomovou hmotnost prvku

Teprve o n?co pozd?ji, v 19. stolet?, Dalton navrhl vypo??tat pomoc? nejleh??ho chemick?ho prvku - vod?ku. Na p?edn??k?ch sv?m student?m demonstroval na postav?ch vy?ezan?ch ze d?eva, jak jsou atomy spojeny. Pro dal?? prvky pou?il data z?skan? d??ve jin?mi v?dci.

Podle Lavoisierov?ch experiment? obsahuje voda patn?ct procent vod?ku a osmdes?t p?t procent kysl?ku. S t?mito daty Dalton vypo??tal, ?e relativn? atomov? hmotnost prvku, kter? tvo?? vodu, v tomto p??pad? kysl?ku, je 5,67. Chyba jeho v?po?t? je zp?sobena t?m, ?e se nespr?vn? domn?val, pokud jde o po?et atom? vod?ku v molekule vody.

Podle jeho n?zoru p?ipadal jeden atom vod?ku na atom kysl?ku. Pomoc? dat chemika Austina, ?e ?pavek obsahuje 20 procent vod?ku a 80 procent dus?ku, vypo??tal, jak? je relativn? atomov? hmotnost dus?ku. T?mto v?sledkem do?el k zaj?mav?mu z?v?ru. Uk?zalo se, ?e relativn? atomov? hmotnost (vzorec amoniaku byl chybn? vzat s jednou molekulou vod?ku a dus?ku) je ?ty?i. Ve sv?ch v?po?tech se v?dec spol?hal na periodick? syst?m Mend?lejeva. Z anal?zy vypo??tal, ?e relativn? atomov? hmotnost uhl?ku byla 4,4 nam?sto d??ve p?ij?man?ch dvan?cti.

P?es sv? v??n? chyby to byl Dalton, kdo jako prvn? vytvo?il tabulku n?kter?ch prvk?. B?hem ?ivota v?dce pro?el ?adou zm?n.

Izotopov? slo?ka l?tky ovliv?uje relativn? hodnotu p?esnosti atomov? hmotnosti

P?i zva?ov?n? atomov?ch hmotnost? prvk? si lze v?imnout, ?e p?esnost pro ka?d? prvek je odli?n?. Nap??klad pro lithium je ?ty?m?stn? a pro fluor osmim?stn?.

Probl?m je v tom, ?e izotopov? slo?ka ka?d?ho prvku je jin? a prom?nliv?. Nap??klad oby?ejn? voda obsahuje t?i typy izotop? vod?ku. Krom? b??n?ho vod?ku k nim pat?? deuterium a tritium.

Relativn? atomov? hmotnosti izotop? vod?ku jsou dv? a t?i. H??e se odpa?uje „t??k?“ voda (tvo?en? deuteriem a tritiem). Proto je v parn?m stavu m?n? izotop? vody ne? v kapaln?m stavu.

Selektivita ?iv?ch organism? k r?zn?m izotop?m

?iv? organismy maj? selektivn? vlastnost ve vztahu k uhl?ku. Uhl?k s relativn? atomovou hmotnost? rovnou dvan?cti se pou??v? ke stavb? organick?ch molekul. Proto l?tky organick?ho p?vodu, stejn? jako ?ada miner?l?, jako je uhl? a ropa, obsahuj? men?? obsah izotop? ne? anorganick? materi?ly.
Mikroorganismy, kter? zpracov?vaj? a akumuluj? s?ru, za sebou zanech?vaj? izotop s?ry 32. V oblastech, kde bakterie nezpracov?vaj?, je pod?l izotopu s?ry 34, tedy mnohem vy???. Pr?v? na z?klad? pom?ru s?ry v p?dn?ch hornin?ch doch?zej? geologov? k z?v?ru o povaze p?vodu vrstvy – zda m? magmatickou povahu nebo sediment?rn?.

Ze v?ech chemick?ch prvk? pouze jeden nem? ??dn? izotopy – fluor. Proto je jeho relativn? atomov? hmotnost p?esn?j?? ne? u jin?ch prvk?.

Existence nestabiln?ch l?tek v p??rod?

U n?kter?ch prvk? je relativn? hmotnost uvedena v hranat?ch z?vork?ch. Jak vid?te, jedn? se o prvky um?st?n? po uranu. Faktem je, ?e nemaj? stabiln? izotopy a rozpadaj? se uvol?ov?n?m radioaktivn?ho z??en?. Proto je nejstabiln?j?? izotop ozna?en v z?vork?ch.

Postupem ?asu se uk?zalo, ?e z n?kter?ch je mo?n? v um?l?ch podm?nk?ch z?skat stabiln? izotop. Musel jsem zm?nit atomov? hmotnosti n?kter?ch transuranov?ch prvk? v periodick? tabulce Mend?lejeva.

V procesu synt?zy nov?ch izotop? a m??en? jejich ?ivotnosti bylo n?kdy mo?n? naj?t nuklidy s polo?asy rozpadu milionkr?t del??mi.

V?da nestoj? na m?st?, neust?le se objevuj? nov? prvky, z?kony, vztahy r?zn?ch proces? v chemii a p??rod?. V jak? form? se tedy chemie a periodick? syst?m chemick?ch prvk? Mend?lejeva vyvine v budoucnu, za sto let, je nejasn? a nejist?. R?d bych ale v??il, ?e d?la chemik? nashrom??d?n? za uplynul? stalet? poslou?? nov?mu, dokonalej??mu pozn?n? na?ich potomk?.

Obsah ?l?nku

ATOMOV? HMOTNOST. Koncept t?to veli?iny pro?el dlouhodob?mi zm?nami v souladu se zm?nou p?edstavy o atomech. Podle Daltonovy teorie (1803) jsou v?echny atomy t?ho? chemick?ho prvku toto?n? a jeho atomov? hmotnost je ??slo rovn? pom?ru jejich hmotnosti k hmotnosti atomu n?jak?ho standardn?ho prvku. Asi v roce 1920 se v?ak uk?zalo, ?e prvky nalezen? v p??rod? jsou dvoj?ho druhu: n?kter? jsou ve skute?nosti identick? atomy, zat?mco jin? maj? stejn? jadern? n?boj, ale r?zn? hmotnosti; takov? druhy atom? byly naz?v?ny izotopy. Daltonova definice tak plat? pouze pro prvky prvn?ho typu. Atomov? hmotnost prvku reprezentovan?ho n?kolika izotopy je pr?m?rn? hodnota hmotnostn?ch ??sel v?ech jeho izotop?, br?no jako procento odpov?daj?c? jejich mno?stv? v p??rod?.

V 19. stol chemici pou??vali vod?k nebo kysl?k jako standard p?i ur?ov?n? atomov?ch hmotnost?. V roce 1904 byla jako standard p?ijata 1/16 pr?m?rn? hmotnosti atomu p??rodn?ho kysl?ku (kysl?kov? jednotka) a odpov?daj?c? stupnice byla nazv?na chemick?. Hmotnostn? spektrografick? stanoven? atomov?ch hmotnost? bylo provedeno na z?klad? hmotnosti 1/16 izotopu 16O a odpov?daj?c? m???tko bylo nazv?no fyzik?ln?. Ve 20. letech 20. stolet? bylo zji?t?no, ?e p??rodn? kysl?k se skl?d? ze sm?si t?? izotop?: 16 O, 17 O a 18 O. V souvislosti s t?m vyvstaly dva probl?my. Za prv? se uk?zalo, ?e relativn? mno?stv? p??rodn?ch izotop? kysl?ku se m?rn? li??, co? znamen?, ?e chemick? m???tko je zalo?eno na veli?in?, kter? nen? absolutn? konstantou. Za druh?, fyzici a chemici z?skali r?zn? hodnoty takov?ch deriva?n?ch konstant, jako jsou mol?rn? objemy, Avogadrovo ??slo atd. ?e?en? probl?mu bylo nalezeno v roce 1961, kdy 1/12 hmotnosti izotopu uhl?ku 12 C (uhl?kov? jednotka). (1 amu nebo 1D (dalton), v jednotk?ch SI hmotnosti je 1,66057x10 -27 kg.) P??rodn? uhl?k se tak? skl?d? ze dvou izotop?: 12C - 99% a 13C - 1%, ale nov? hodnoty atomov?ch hmotnost? prvk? jsou spojeny pouze s prvn?m z nich. V d?sledku toho byla z?sk?na univerz?ln? tabulka relativn?ch atomov?ch hmotnost?. Izotop 12C se tak? uk?zal jako vhodn? pro fyzik?ln? m??en?.

METODY STANOVEN?

Atomov? hmotnost m??e b?t ur?ena bu? fyzik?ln?mi nebo chemick?mi metodami. Chemick? metody se vyzna?uj? t?m, ?e v jednom ze stup?? nezahrnuj? atomy samotn?, ale jejich kombinace.

Chemick? metody.

Podle atomov? teorie jsou po?ty atom? prvk? ve slou?enin?ch ve vz?jemn?m vztahu jako mal? cel? ??sla (z?kon n?sobn?ch pom?r?, kter? objevil Dalton). Proto je pro slou?eninu zn?m?ho slo?en? mo?n? ur?it hmotnost jednoho z prvk?, p?i?em? zn?me hmotnosti v?ech ostatn?ch. V n?kter?ch p??padech lze hmotnost slou?eniny m??it p??mo, ale obvykle se zji??uje nep??m?mi metodami. Pod?vejme se na oba tyto p??stupy.

Atomov? hmotnost Al byla ned?vno stanovena n?sledovn?. Zn?m? mno?stv? AI byla p?evedena na dusi?nan, s?ran nebo hydroxid a pot? kalcinov?na na oxid hlinit? (Al203), kter? byl p?esn? kvantifikov?n. Z pom?ru mezi dv?ma zn?m?mi hmotnostmi a atomov?mi hmotnostmi hlin?ku a kysl?ku (15.9)

zjistil atomovou hmotnost Al. P??m? srovn?n? s atomovou hmotnost? kysl?ku v?ak m??e ur?it atomovou hmotnost pouze n?kolika prvk?. U v?t?iny prvk? byly stanoveny nep??mo anal?zou chlorid? a bromid?. Za prv? lze tyto slou?eniny pro mnoho prvk? z?skat v ?ist? form? a za druh? pro jejich p?esn? kvantitativn? stanoven? maj? chemici k dispozici citlivou analytickou metodu zalo?enou na porovn?n? jejich hmotnost? s hmotnost? st??bra. Chcete-li to prov?st, p?esn? ur?ete hmotnost analyzovan?ch slou?enin a hmotnost st??bra pot?ebnou k interakci s nimi. Atomov? hmotnost po?adovan?ho prvku se vypo??t? na z?klad? atomov? hmotnosti st??bra - referen?n? hodnoty v takov?ch definic?ch. Atomov? hmotnost st??bra (107,870) v uhl?kov?ch jednotk?ch byla stanovena nep??mou chemickou metodou.

Fyzik?ln? metody.

V polovin? 20. stol existovala pouze jedna fyzik?ln? metoda pro stanoven? atomov?ch hmotnost?, dnes se nejv?ce pou??vaj? ?ty?i.

Hustota plynu.

V?bec prvn? fyzik?ln? metoda byla zalo?ena na stanoven? hustoty plynu a na tom, ?e podle Avogadrova z?kona obsahuj? stejn? objemy plyn? p?i stejn? teplot? a tlaku stejn? po?et molekul. Pokud m? tedy ur?it? objem ?ist?ho CO 2 hmotnost o 1,3753 v?t?? ne? stejn? objem kysl?ku za stejn?ch podm?nek, pak molekula CO 2 mus? b?t 1,3753kr?t t???? ne? molekula kysl?ku (mol. hmotnost O 2 \u003d 31,998) , tj. hmotnost molekuly CO 2 v chemick?m m???tku je 44,008. Ode?teme-li od t?to hodnoty hmotnost dvou atom? kysl?ku rovnaj?c? se 31,998, dostaneme atomovou hmotnost uhl?ku - 12,01. Pro z?sk?n? p?esn?j?? hodnoty je t?eba zav?st ?adu korekc?, co? tuto metodu komplikuje. P?esto se s jeho pomoc? poda?ilo z?skat n?kter? velmi cenn? data. Po objevu vz?cn?ch plyn? (He, Ne, Ar, Kr, Xe) se tedy metoda zalo?en? na m??en? hustoty uk?zala jako jedin? vhodn? pro stanoven? jejich atomov?ch hmotnost?.

Hmotnostn? spektroskopie.

Kr?tce po prvn? sv?tov? v?lce vytvo?il F. Aston prvn? hmotnostn? spektroskop pro p?esn? ur?en? hmotnostn?ch ??sel r?zn?ch izotop? a otev?el tak novou ?ru v historii ur?ov?n? atomov?ch hmotnost?. Dnes existuj? dva hlavn? typy hmotnostn?ch spektroskop?: hmotnostn? spektrometry a hmotnostn? spektrografy (t?m druh?m je nap?. p??stroj Aston). Hmotnostn? spektrograf je ur?en ke studiu chov?n? toku elektricky nabit?ch atom? nebo molekul v siln?m magnetick?m poli. V?chylka nabit?ch ??stic v tomto poli je ?m?rn? pom?ru jejich hmotnosti k jejich n?boji a jsou zaznamen?ny jako ??ry na fotografick? desce. Porovn?n?m poloh ?ar odpov?daj?c?ch ur?it?m ??stic?m s polohou p??mky pro prvek se zn?mou atomovou hmotnost? lze s dostate?nou p?esnost? ur?it atomovou hmotnost po?adovan?ho prvku. Dobrou ilustrac? metody je porovn?n? hmotnosti molekuly CH 4 (methan) s hmotnostn?m ??slem nejleh??ho izotopu kysl?ku 16 O. Stejn? nabit? ionty methanu a 16 O jsou sou?asn? vpu?t?ny do komory hmotnostn?ho spektrografu a jejich poloha je zaznamen?na na fotografickou desku. Rozd?l v poloze jejich ?ar odpov?d? hmotnostn?mu rozd?lu 0,036406 (ve fyzick?m m???tku). To je mnohem vy??? p?esnost, ne? m??e poskytnout jak?koli chemick? metoda.

Pokud zkouman? prvek nem? ??dn? izotopy, pak nen? obt??n? ur?it jeho atomovou hmotnost. V opa?n?m p??pad? je nutn? ur?it nejen hmotnost jednotliv?ch izotop?, ale tak? jejich relativn? obsah ve sm?si. Tuto hodnotu nelze ur?it s dostate?nou p?esnost?, co? omezuje pou?it? metody hmotnostn? spektrografie pro zji?t?n? atomov?ch hmotnost? izotopick?ch prvk?, zejm?na t??k?ch. Ned?vno bylo pomoc? hmotnostn? spektrometrie mo?n? s vysokou p?esnost? stanovit relativn? mno?stv? dvou izotop? st??bra, 107 Ag a 109 Ag. M??en? byla provedena v americk?m N?rodn?m ??adu pro standardy. Pomoc? t?chto nov?ch dat a d??v?j??ch m??en? hmotnost? izotop? st??bra byla zp?esn?na atomov? hmotnost p??rodn?ho st??bra. Nyn? je tato hodnota pova?ov?na za rovnou 107,8731 (chemick? stupnice).

Jadern? reakce.

Einstein?v vztah mezi hmotnost? a energi? lze pou??t k ur?en? atomov?ch hmotnost? ur?it?ch prvk?. Uva?ujme reakci bombardov?n? jader 14N rychl?mi j?dry deuteria za vzniku izotopu 15N a oby?ejn?ho vod?ku 1H:

14N + 2H = 15N + 1H+ Q

V d?sledku reakce se uvol?uje energie Q\u003d 8 615 000 eV, co? je v souladu s Einsteinovou rovnic? ekvivalentn? 0,00948 am.u. To znamen?, ?e hmotnost 14 N + 2 H p?evy?uje hmotnost 15 N + 1 H o 0,00948 amu, a pokud zn?me hmotnostn? ??sla libovoln?ch t?? izotop? ??astn?c?ch se reakce, m??eme naj?t hmotnost ?tvrt?ho. Metoda umo??uje stanovit rozd?l mezi hmotnostn?mi ??sly dvou izotop? s v?t?? p?esnost? ne? metoda hmotnostn? spektrografie.

Radiografie.

Touto fyzik?ln? metodou lze ur?it atomov? hmotnosti l?tek, kter? za b??n?ch teplot tvo?? pravidelnou krystalovou m???ku. Metoda je zalo?ena na vztahu mezi atomovou (nebo molekul?rn?) hmotnost? krystalick? l?tky, jej? hustotou, Avogadrov?m ??slem a ur?it?m koeficientem, kter? se ur?uje ze vzd?lenost? mezi atomy v krystalov? m???ce. Je nutn? prov?st p?esn? m??en? dvou veli?in: m???kov? konstanty rentgenov?mi metodami a hustoty pyknometri?. Pou?it? t?to metody je omezeno obt??emi p?i z?sk?v?n? ?ist?ch dokonal?ch krystal? (bez mezer a defekt? jak?hokoli druhu).

Zp?esn?n? atomov?ch hmotnost?.

V?echna m??en? atomov?ch hmotnost?, kter? byla provedena p?ed v?ce ne? 20 lety, byla prov?d?na chemick?mi metodami nebo metodou zalo?enou na stanoven? hustoty plyn?. V posledn? dob? se data z?skan? hmotnostn? spektrometrick?mi a izotopov?mi metodami shoduj? s tak vysokou p?esnost?, ?e se Mezin?rodn? komise pro atomov? hmotnosti rozhodla opravit atomov? hmotnosti 36 prvk?, z nich? 18 nem? ??dn? izotopy.
viz tak?