Η βασική διαφορά μεταξύ ατομικού βάρους και ατομικής μάζας είναι ότι το ατομικό βάρος είναι το μέσο βάρος ενός στοιχείου, σε σχέση με όλα τα ισότοπά του και τις σχετικές αφθονίες τους, αλλά η ατομική μάζα είναι η μάζα ενός μόνο ατόμου.
Οι περισσότεροι άνθρωποι χρησιμοποιούν τους όρους ατομική μάζα και ατομικό βάρος εναλλακτικά. Ωστόσο, έχουν διαφορετικές σημασίες και προκαλεί σημαντικό σφάλμα στους υπολογισμούς του μαζικού υλικού εάν πάρουμε αυτούς τους δύο όρους ως έναν.
Τι είναι το ατομικό βάρος;
Ατομικό βάρος είναι το μέσο βάρος ενός στοιχείου, σε σχέση με όλα τα ισότοπά του και τη σχετική αφθονία τους. Τις περισσότερες φορές, τα χημικά στοιχεία έχουν ισότοπα. Τα ισότοπα είναι οι διαφορετικές μορφές του ίδιου χημικού στοιχείου. Τα ισότοπα έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων (που τα κάνει να ανήκουν στο ίδιο χημικό στοιχείο) και διαφορετικό αριθμό νετρονίων στον ατομικό πυρήνα. Υπάρχουν διαφορετικά ποσοστά διαφορετικών ισοτόπων που εμφανίζονται στη φύση. Πρέπει να λάβουμε υπόψη τις ατομικές μάζες όλων των ισοτόπων και τα ποσοστά τους όταν λάβουμε το ατομικό βάρος ενός χημικού στοιχείου. Εκεί, μπορούμε να υπολογίσουμε τη μέση μάζα χρησιμοποιώντας τις ατομικές μάζες κάθε ισοτόπου για να πάρουμε το ατομικό βάρος. Το ατομικό βάρος που βλέπουμε στον περιοδικό πίνακα υπολογίζεται σύμφωνα με αυτό το φαινόμενο.
Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τα ακόλουθα δύο βήματα για αυτόν τον υπολογισμό;
- Πρώτα, μετατρέψτε τα ποσοστά σε δεκαδικές τιμές διαιρώντας τα με το 100.
- Στη συνέχεια, πολλαπλασιάστε τις ατομικές μάζες κάθε ισοτόπου από αυτές τις δεκαδικές τιμές αναλόγως.
- Επιτέλους, προσθέστε τις απαντήσεις μαζί για να λάβετε την τελική απάντηση.
Βίντεο 1: Υπολογισμός του ατομικού βάρους
Παράδειγμα: Ας υποθέσουμε ότι έχουμε το 98% του ισοτόπου C-12 και το 2% του ισοτόπου C-13 στη φύση. Ας υπολογίσουμε το ατομικό βάρος του άνθρακα χρησιμοποιώντας τις ατομικές μάζες αυτών των ισοτόπων.
- Μετατροπή σε δεκαδικές τιμές:
- Η δεκαδική τιμή για το ποσοστό του C-12 είναι 0,98 (που προκύπτει διαιρώντας το 98 από το 100).
- Η δεκαδική τιμή για το ποσοστό του C-13 είναι 0,02 (που προκύπτει διαιρώντας το 2 από το 100).
- Πολλαπλασιασμός των ατομικών μαζών κάθε ισοτόπου από τις δεκαδικές τιμές:
- 12 x 0,98=11,76
- 13 x 0,02=0,26
- Προσθήκη απαντήσεων μαζί για να λάβετε την τελική απάντηση:
76 + 0,26=12,02
Τελικά, μπορούμε να πάρουμε το ατομικό βάρος του χημικού στοιχείου άνθρακα ως 12,02 amu (μονάδες ατομικής μάζας). Επιπλέον, μπορούμε να ονομάσουμε αυτόν τον όρο ως «σχετική ατομική μάζα» επειδή είναι ένας μέσος όρος των πραγματικών ατομικών μαζών των ισοτόπων.
Τι είναι η ατομική μάζα;
Τα άτομα περιέχουν κυρίως πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια. Η ατομική μάζα είναι απλώς η μάζα ενός ατόμου. Με άλλα λόγια, είναι η συλλογή μαζών όλων των νετρονίων, πρωτονίων και ηλεκτρονίων σε ένα μόνο άτομο, συγκεκριμένα όταν το άτομο δεν κινείται (μάζα ηρεμίας). Παίρνουμε μόνο την υπόλοιπη μάζα γιατί σύμφωνα με τις θεμελιώδεις αρχές της φυσικής όταν τα άτομα κινούνται με πολύ υψηλή ταχύτητα οι μάζες αυξάνονται. Ωστόσο, η μάζα των ηλεκτρονίων είναι σημαντικά πολύ μικρή σε σύγκριση με τις μάζες των πρωτονίων και των νετρονίων. Επομένως, μπορούμε να πούμε ότι η συμβολή των ηλεκτρονίων σε μια ατομική μάζα είναι μικρότερη. Ως εκ τούτου, μπορούμε να παραμελήσουμε τη μάζα ενός ηλεκτρονίου κατά τον υπολογισμό της ατομικής μάζας. Πάνω απ 'όλα, διαφορετικά ισότοπα έχουν διαφορετικές ατομικές μάζες αν και ανήκουν στο ίδιο χημικό στοιχείο επειδή έχουν διαφορετικό αριθμό νετρονίων.
Εικόνα 01: Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τις μάζες πρωτονίων, νετρονίων και ηλεκτρονίων ενός ατόμου για να υπολογίσουμε την ατομική μάζα
Επιπλέον, οι μάζες των ατόμων είναι εξαιρετικά μικρές, επομένως δεν μπορούμε να τις εκφράσουμε σε κανονικές μονάδες μάζας όπως γραμμάρια ή κιλά. Για τους σκοπούς μας, χρησιμοποιούμε μια άλλη μονάδα που ονομάζεται μονάδα ατομικής μάζας (amu) για να μετρήσουμε την ατομική μάζα. Ομοίως, 1 μονάδα ατομικής μάζας είναι το ένα δωδέκατο της μάζας ενός ισοτόπου C-12. Όταν διαιρούμε μια μάζα ενός ατόμου από τη μάζα του ενός δωδέκατο της μάζας ενός ισοτόπου C-12, μπορούμε να πάρουμε τη σχετική μάζα του. Ωστόσο, στη γενική χρήση όταν λέμε τη σχετική ατομική μάζα ενός στοιχείου, εννοούμε το ατομικό τους βάρος (γιατί το υπολογίζουμε λαμβάνοντας υπόψη όλα τα ισότοπα).
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ατομικού βάρους και ατομικής μάζας;
Τις περισσότερες φορές χρησιμοποιούμε τους όρους ατομικό βάρος και ατομική μάζα ως ίδιοι. Ωστόσο, αυτοί οι δύο όροι διαφέρουν μεταξύ τους κυρίως σύμφωνα με τον ορισμό. Επομένως, σύμφωνα με τον ορισμό, η βασική διαφορά μεταξύ ατομικού βάρους και ατομικής μάζας είναι ότι το ατομικό βάρος είναι το μέσο βάρος ενός στοιχείου, σε σχέση με όλα τα ισότοπά του και τις σχετικές αφθονίες τους, ενώ η ατομική μάζα είναι η μάζα ενός μόνο ατόμου.
Επιπλέον, μπορούμε να εντοπίσουμε μια άλλη σημαντική διαφορά μεταξύ ατομικού βάρους και ατομικής μάζας εξετάζοντας τον τρόπο υπολογισμού κάθε τιμής. θα πρέπει να υπολογίσουμε το ατομικό βάρος χρησιμοποιώντας την εκατοστιαία αφθονία όλων των ισοτόπων ενός χημικού στοιχείου στη φύση, ενώ μπορούμε να υπολογίσουμε την ατομική μάζα απλά προσθέτοντας τις μάζες των πρωτονίων, των νετρονίων και των ηλεκτρονίων ενός ατόμου.
Σύνοψη – Ατομικό βάρος έναντι ατομικής μάζας
Ατομικό βάρος και ατομική μάζα είναι δύο σημαντικοί όροι που χρησιμοποιούμε συχνά στους χημικούς υπολογισμούς. Η βασική διαφορά μεταξύ ατομικού βάρους και ατομικής μάζας είναι ότι το ατομικό βάρος είναι το μέσο βάρος ενός στοιχείου, σε σχέση με όλα τα ισότοπά του και τις σχετικές αφθονίες τους, ενώ η ατομική μάζα είναι η μάζα ενός μόνο ατόμου.
