Cara menghitung massa atom

Video: Kimia Kelas X - Massa Molekul Relatif (Mr) dan massa atom relatif (Ar)

Isi

Langkah
Metode 1 dari 3: Menemukan Massa Atom Menggunakan Tabel Periodik Unsur
Metode 2 dari 3: Menghitung Massa Atom dari Satu Atom
Metode 3 dari 3: Menghitung massa atom relatif (berat atom) suatu unsur
Tips
Apa yang kamu butuhkan

Massa atom adalah jumlah massa semua proton, neutron, dan elektron yang menyusun atom atau molekul ini atau itu. Dibandingkan dengan proton dan neutron, massa elektron sangat kecil, sehingga tidak diperhitungkan dalam perhitungan. Meskipun ini tidak benar dari sudut pandang formal, istilah ini sering digunakan untuk merujuk pada massa atom rata-rata semua isotop suatu unsur. Faktanya, ini adalah massa atom relatif, juga disebut berat atom elemen. Berat atom adalah rata-rata massa atom dari semua isotop alami suatu unsur. Ahli kimia harus membedakan antara kedua jenis massa atom ini ketika melakukan pekerjaan mereka - nilai massa atom yang salah dapat, misalnya, menyebabkan hasil yang salah untuk hasil produk reaksi.

Langkah

Metode 1 dari 3: Menemukan Massa Atom Menggunakan Tabel Periodik Unsur

1 Pelajari bagaimana massa atom ditulis. Massa atom, yaitu massa atom atau molekul tertentu, dapat dinyatakan dalam satuan SI standar - gram, kilogram, dan seterusnya. Namun, karena fakta bahwa massa atom yang dinyatakan dalam satuan ini sangat kecil, mereka sering dicatat dalam satuan massa atom terpadu, atau disingkat amu. - satuan massa atom. Satu satuan massa atom sama dengan 1/12 massa isotop standar karbon-12.
- Satuan massa atom mencirikan massa satu mol unsur tertentu dalam gram... Nilai ini sangat berguna dalam perhitungan praktis, karena dapat digunakan untuk dengan mudah mengubah massa sejumlah atom atau molekul zat tertentu menjadi mol, dan sebaliknya.
2 Temukan massa atom dalam tabel periodik. Kebanyakan tabel periodik standar berisi massa atom (berat atom) dari setiap elemen. Sebagai aturan, mereka ditampilkan sebagai angka di bagian bawah sel dengan elemen, di bawah huruf yang menunjukkan elemen kimia. Ini biasanya bukan bilangan bulat, tetapi pecahan desimal.
- Perhatikan bahwa semua massa atom relatif yang diberikan dalam tabel periodik untuk setiap elemen adalah: rata-rata nilai-nilai. Unsur-unsur kimia memiliki perbedaan isotop - spesies kimia yang memiliki massa berbeda karena neutron tambahan atau hilang dalam inti atom. Oleh karena itu, massa atom relatif yang tercantum dalam tabel periodik dapat digunakan sebagai rata-rata untuk atom unsur tertentu, tetapi bukan sebagai massa satu atom dari unsur tertentu.
- Massa atom relatif yang diberikan dalam tabel periodik digunakan untuk menghitung massa molar atom dan molekul. Massa atom dinyatakan dalam amu (seperti dalam tabel periodik) pada dasarnya tidak berdimensi. Namun, hanya dengan mengalikan massa atom dengan 1 g / mol, kita mendapatkan karakteristik yang berguna dari suatu unsur - massa (dalam gram) satu mol atom unsur ini.
3 Ingat bahwa tabel periodik mencantumkan massa atom rata-rata unsur. Seperti disebutkan sebelumnya, massa atom relatif yang ditunjukkan untuk setiap elemen dalam tabel periodik adalah rata-rata massa semua isotop dalam sebuah atom. Rata-rata ini berharga untuk banyak tujuan praktis: misalnya, digunakan untuk menghitung massa molar molekul yang terdiri dari beberapa atom. Namun, ketika Anda berurusan dengan atom individu, nilai ini biasanya tidak cukup.
- Karena massa atom rata-rata adalah nilai rata-rata untuk beberapa isotop, nilai yang ditunjukkan dalam tabel periodik bukanlah tepat nilai massa atom dari setiap atom tunggal.
- Massa atom dari masing-masing atom harus dihitung dengan mempertimbangkan jumlah pasti proton dan neutron dalam satu atom.

Metode 2 dari 3: Menghitung Massa Atom dari Satu Atom

1 Temukan nomor atom unsur tertentu atau isotopnya. Nomor atom adalah jumlah proton dalam atom suatu unsur, tidak pernah berubah. Misalnya, semua atom hidrogen, dan hanya mereka memiliki satu proton. Nomor atom natrium adalah 11, karena intinya memiliki sebelas proton, sedangkan nomor atom oksigen adalah delapan, karena intinya memiliki delapan proton. Anda dapat menemukan nomor atom unsur apa pun dalam tabel periodik Mendeleev - di hampir semua versi standarnya, nomor ini ditunjukkan di atas penunjukan huruf unsur kimia. Nomor atom selalu bilangan bulat positif.
- Misalkan kita tertarik pada atom karbon. Selalu ada enam proton dalam atom karbon, jadi kita tahu bahwa nomor atomnya adalah 6. Selain itu, kita melihat bahwa dalam tabel periodik, di bagian atas sel dengan karbon (C) adalah nomor "6", menunjukkan bahwa nomor atom karbon adalah enam.
- Perhatikan bahwa nomor atom suatu unsur tidak secara unik terkait dengan massa atom relatifnya dalam tabel periodik. Meskipun, terutama untuk unsur-unsur di bagian atas tabel, mungkin tampak bahwa massa atom suatu unsur adalah dua kali nomor atomnya, itu tidak pernah dihitung dengan mengalikan nomor atom dengan dua.
2 Temukan jumlah neutron dalam inti. Jumlah neutron dapat berbeda untuk atom yang berbeda dari unsur yang sama. Ketika dua atom dari unsur yang sama dengan jumlah proton yang sama memiliki jumlah neutron yang berbeda, mereka adalah isotop yang berbeda dari unsur tersebut.Berbeda dengan jumlah proton, yang tidak pernah berubah, jumlah neutron dalam atom suatu unsur tertentu sering kali dapat berubah, sehingga massa atom rata-rata suatu unsur ditulis sebagai pecahan desimal dengan nilai yang terletak di antara dua bilangan bulat yang berdekatan.
- Jumlah neutron dapat ditentukan dengan penunjukan isotop unsur. Misalnya, karbon-14 adalah isotop radioaktif alami dari karbon-12. Seringkali nomor isotop ditunjukkan sebagai nomor superscript di depan simbol unsur: C. Jumlah neutron ditemukan dengan mengurangkan jumlah proton dari nomor isotop: 14 - 6 = 8 neutron.
- Katakanlah atom karbon yang diinginkan memiliki enam neutron (C). Ini adalah isotop karbon yang paling melimpah, terhitung sekitar 99% dari semua atom unsur ini. Namun, sekitar 1% atom karbon memiliki 7 neutron (C). Jenis atom karbon lain memiliki lebih dari 7 atau kurang dari 6 neutron dan ada dalam jumlah yang sangat kecil.
3 Jumlahkan jumlah proton dan neutron. Ini akan menjadi massa atom dari atom yang diberikan. Abaikan jumlah elektron yang mengelilingi nukleus - massa totalnya sangat kecil, sehingga praktis tidak mempengaruhi perhitungan Anda.
- Atom karbon kita memiliki 6 proton + 6 neutron = 12. Jadi, massa atom atom karbon ini adalah 12. Jika ini adalah isotop "karbon-13", maka kita akan mengetahui bahwa ia memiliki 6 proton + 7 neutron = berat atom 13.
- Faktanya, massa atom karbon-13 adalah 13.003355, dan nilai ini lebih akurat, karena ditentukan secara eksperimental.
- Massa atom sangat dekat dengan nomor isotop. Untuk memudahkan perhitungan, nomor isotop sering dianggap sama dengan massa atom. Nilai massa atom yang ditentukan secara eksperimental sedikit melebihi jumlah isotop karena kontribusi elektron yang sangat kecil.

Metode 3 dari 3: Menghitung massa atom relatif (berat atom) suatu unsur

1 Tentukan isotop mana yang ada dalam sampel. Ahli kimia sering menentukan rasio isotop dalam sampel tertentu menggunakan alat khusus yang disebut spektrometer massa. Namun, selama pelatihan, data tersebut akan diberikan kepada Anda dalam kondisi tugas, kontrol, dan sebagainya dalam bentuk nilai yang diambil dari literatur ilmiah.
- Dalam kasus kita, katakanlah kita berurusan dengan dua isotop: karbon-12 dan karbon-13.
2 Tentukan kandungan relatif masing-masing isotop dalam sampel. Untuk setiap elemen, isotop yang berbeda terjadi dalam proporsi yang berbeda. Rasio ini hampir selalu dinyatakan sebagai persentase. Beberapa isotop sangat umum, sementara yang lain sangat jarang - terkadang sangat sulit untuk dideteksi. Kuantitas ini dapat ditentukan dengan menggunakan spektrometri massa atau dapat ditemukan di buku pegangan.
- Katakanlah konsentrasi karbon-12 adalah 99%, dan karbon-13 adalah 1%. Isotop karbon lainnya Betulkah ada, tetapi dalam jumlah yang sangat kecil sehingga dalam hal ini mereka dapat diabaikan.
3 Kalikan massa atom setiap isotop dengan konsentrasinya dalam sampel. Kalikan massa atom setiap isotop dengan persentasenya (dinyatakan sebagai pecahan desimal). Untuk mengubah persentase ke desimal, cukup bagi dengan 100. Konsentrasi yang dihasilkan harus selalu berjumlah 1.
- Sampel kami mengandung karbon-12 dan karbon-13. Jika karbon-12 adalah 99% dari sampel, dan karbon-13 adalah 1%, maka perlu untuk mengalikan 12 (massa atom karbon-12) dengan 0,99 dan 13 (massa atom karbon-13) dengan 0,01.
- Buku referensi memberikan persentase berdasarkan jumlah yang diketahui dari semua isotop suatu unsur. Sebagian besar buku teks kimia berisi informasi ini dalam bentuk tabel di akhir buku. Untuk sampel yang diteliti, konsentrasi relatif isotop juga dapat ditentukan dengan menggunakan spektrometer massa.
4 Tambahkan hasilnya. Jumlahkan hasil perkalian yang Anda dapatkan pada langkah sebelumnya.Sebagai hasil dari operasi ini, Anda akan menemukan massa atom relatif unsur Anda - nilai rata-rata massa atom isotop unsur yang bersangkutan. Ketika mempertimbangkan suatu elemen secara keseluruhan, bukan isotop spesifik dari elemen tertentu, nilai inilah yang digunakan.
- Dalam contoh kita, 12 x 0,99 = 11,88 untuk karbon-12, dan 13 x 0,01 = 0,13 untuk karbon-13. Massa atom relatif dalam kasus kami adalah 11,88 + 0,13 = 12,01.

Tips

Beberapa isotop kurang stabil daripada yang lain: mereka meluruh menjadi atom unsur dengan lebih sedikit proton dan neutron di dalam nukleus, melepaskan partikel yang membentuk nukleus atom. Isotop semacam itu disebut radioaktif.