Atom ağırlığı belirli kimyasal elementin atomlarının ortalama kütlesidir. Her birinin anlamı farklı olsa da, atomik kütle olarak bilinmekte ve birbirinin yerine kullanılmaktadır.
Fizikteki 'ağırlık' terimi, Newton gibi kuvvet birimleri cinsinden ifade edilen bir yerçekimi alanına uygulanan kuvveti ifade eder. Bununla birlikte, 1908'den beri, bugün daha iyi göreceli atomik kütle olarak bilinen atom ağırlığı terimi kullanılmaktadır; yani eşanlamlıdırlar.
Kaynak: Pexels.
Atomlar aynı element için bile o kadar küçük, bol ve farklıdır ki, onlara kütle gibi fiziksel bir büyüklük atamak kolay bir iş değildir. Kesin olarak, bir kimyasal elementin ağırlığını veya atomik kütlesini temsil eden birimin seçimi zamanla değişmiştir.
Başlangıçta, atomik kütle birimi olarak en küçük atomun kütlesi olan hidrojen atomu (H) seçildi. Daha sonra doğal oksijenin atomik kütle birimi 1/16 olarak değiştirildi ve daha hafif izotopu 16 O tercih edildi .
1961'den beri, karbon atomunun (C) büyük önemi nedeniyle, atom ağırlığını C-12 izotopuna yönlendirmek için seçildi. Dahası, C atomu organik kimya ve biyokimyanın merkezi veya anahtar kimyasal elementidir.
Atom ağırlığı nedir?
Atom ağırlığı (AP), bir kimyasal elementi oluşturan doğal izotopların kütlelerinin ortalama ağırlığıdır. Terim, kimyasal elementlerin her birinin atomlarının sahip olduğu nispi atomik kütleyi ifade eder.
Açılış bölümünde bahsedildiği gibi, atom ağırlığı terimi geleneksel olarak kullanılır, ancak aslında atomik kütledir. 1961'den beri, Karbon-12 atomuna dayalı olarak, göreceli atom ağırlıkları ölçeği için 12 değeri kabul edildi.
Peki atom kütlesi nedir o zaman? Atomun sahip olduğu proton ve nötronların toplamıdır, elektronların katkıda bulunduğu kütle önemsizdir. Örneğin, hidrojenin (H) atomik kütlesi 1.00974 Da'dır ve Magnezyumun (Mg) kütlesi 24.3050 Da'dır.
Karşılaştırıldığında bu, Mg atomlarının H atomlarından daha ağır olduğu anlamına gelir: 24 kat daha kesin. Bazı kimyasal elementlerin ağırlık veya atomik kütle değerlerine ihtiyaç duyulduğunda periyodik tabloya başvurarak elde edilebilir.
Birimler
Atom ağırlığının ilk birimlerinden biri olan amu, bir oksijen atomunun ağırlığının 1 / 16'sı (0.0625) olarak ifade edildi.
Bu birim 1912'den itibaren bir elementin doğal izotoplarının varlığının keşfedilmesi ile değişti; bu nedenle, izotoplar artık göz ardı edilemez.
Şu anda, standart atomik kütle veya dalton birimi, 12 C izotopunun atom ağırlığının 1 / 12'sidir.Bu, 13 C ve 14 C'den daha kararlı ve bol miktarda bulunur .
Standartlaştırılmış bir atomik kütle birimi, bir nükleonun (bir proton veya bir nötron) kütlesidir ve 1 g / mol'e eşittir. Bu birleştirme veya standardizasyon, 12 atomik kütle biriminin atandığı bir C-12 atomu ile gerçekleştirildi.
Ve böylece bağıl atom ağırlığı veya atomik kütle şu anda bir mol atom başına gram olarak ifade edilebilir.
Atom ağırlığı nasıl hesaplanır?
Atom ağırlığını belirlemek için, önce belirli bir atomun sahip olduğu proton ve nötron sayılarının toplamı olan izotopun atomik kütlesi hesaplanmalıdır.
Kütlesi nötron ve protonlara göre ihmal edilebilir olduğu için, sahip olduğu elektron sayısı dikkate alınmaz.
Aynısı, aynı elementin her izotopunda yapılır. Daha sonra, doğal bolluklarını bilerek, tüm izotopların ağırlıklı ortalama atomik kütlesi, m ∙ A (m = atomik kütle ve A bolluğun 100'e bölünmesiyle) eklenerek hesaplanır.
Örneğin,% 93'ü 56 Fe,% 5'i 54 Fe ve kalan% 2'si 57 Fe olan bir demir atomu kümeniz olduğunu varsayalım.Atomik kütleler zaten sol üst köşelerde işaretlenmiş durumda. kimyasal semboller. O zaman hesaplanıyor:
56 (0,93) + 54 (0,05) + 57 (0,02) = 55,92 g / mol Fe atomu
Bu kümede demirin atom ağırlığı 55.92'dir. Peki ya tüm Dünya gezegeninin geri kalanı veya Evrenin geri kalanı? Kümede, Dünya hesaba katılırsa bollukları değişen, daha fazla izotopun mevcut olacağı ve hesaplamaların daha karmaşık hale geleceği yalnızca üç izotop vardır.
Düşünceler
Periyodik tabloda bildirilen elementlerin atom ağırlığını hesaplamak için aşağıdakiler dikkate alınmalıdır:
-Aynı kimyasal elementin doğasında bulunan izotoplar. Aynı kimyasal elementin farklı sayıda nötron içeren atomları, o kimyasal elementin izotoplarıdır.
-Her izotoptan elde edilen numunelerde her birinin atomik kütlesi dikkate alınır.
Doğada bulunan örneklerde belirli bir element için izotopların her birinin nispi bolluğu da önemlidir.
- Tek başına veya elementin doğal bir örneğinde bulunan tek bir atomun atom ağırlığının değeri bulunabilir. Veya aynı elementin izotopları durumunda, standart veya ortalama atom ağırlığını belirleyen bir grup atom.
-Kimyasal elementlerin standart atom ağırlığını belirlemek için aynı elementin bir veya daha fazla izotopu dikkate alınmıştır.
-Stabil izotopları olmayan ve henüz standartlaştırılmış bir atom ağırlığına sahip olmayan Francium (Fr) gibi bazı kimyasal elementler vardır.
Örnekler
Kimyasal elementlerin periyodik tablosuna başvurarak, bir kimyasal elementin atom ağırlığı bulunabilir; yani, tüm kararlı izotoplar dikkate alınarak hesaplananlar (ve bu nedenle genellikle birçok ondalık basamağa sahiptirler).
Hidrojenin (H) atomik sayısının proton sayısına eşit olan 1'e eşit olduğu görülmektedir. H'nin atom ağırlığı, 1.00794 u ± 0.00001 u değerine sahip tüm elementlerin en azıdır.
Bor için atom ağırlığı doğada elde edilen iki izotop esas alınarak belirlenmiş ve değeri 10.806 ile 10.821 arasında değişmektedir.
Doğada izotopları olmayan doğal olmayan veya sentetik elementler söz konusu olduğunda standart bir atom ağırlığı yoktur; diğer kimyasal elementlerin yanı sıra yukarıda bahsedilen fransiyum (Fr), polonyum (Po), radon (Ra) durumu gibi.
Bu durumlarda atom ağırlığı, bu elementin proton ve nötron sayılarının toplamı ile sınırlıdır.
Atom ağırlığı değeri parantez içinde bildirilmiştir, yani standartlaştırılmış bir atom ağırlığı değildir. Standart atom ağırlığının değeri bile, belirli bir elementin daha fazla izotopunun keşfedilmesi durumunda değişme eğilimindedir.
Referanslar
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 Haziran 2018). Atom Ağırlığı Tanımı. Kurtarıldı: thinkco.com
- Jimenez, V. ve Macarulla, J. (1984). Fizyolojik Fizikokimya. (6 ta. Ed). Madrid: Interamericana
- Whitten, K., Davis, R., Peck M. ve Stanley, G. (2008). Kimya. (8 ava. Ed). CENGAGE Learning: Meksika.
- Vikipedi. (2018). Standart atom ağırlığı. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
- Prof. N. De Leon. (Sf). Atom Ağırlıkları. Kurtarıldı: iun.edu