Proč jsou atomové hmotnosti většiny elementů zlomkové?

Odpovědět:

Atomové hmotnosti většiny prvků jsou zlomkové, protože existují jako směs izotopů různých hmot.

Vysvětlení:

Většina prvků se vyskytuje jako směs izotopů různých hmot. Frakční atomové hmoty vznikají díky této směsi.

Prům. hmotnost = celková hmotnost všech atomů / počet atomů.

Než budeme počítat průměrnou hmotnost atomů, pojďme použít analogii.

#color (blue) ("Předpokládejme, že třída obsahuje 10 chlapců (hmotnost 60 kg) a 20 dívek (hmotnost 55 kg)."

#color (modrá) ("Jaká je průměrná hmotnost studentů."

#color (modrá) ("Hmotnost chlapců = 600 kg") #

#color (modrá) ("Hmotnost dívek = 1100 kg") #

#color (blue) ("Celková hmotnost studentů = 1700 kg" "#

#color (modrá) ("Průměrná hmotnost 1 studenta" = "1700 kg" / "30 studentů" = "56,7 kg / student") #

Využijte tuto techniku k výpočtu průměrné hmotnosti směsi izotup.

Příklad

Pokud má 80,0% prvku atomovou hmotnost 42,0 u a 20,0% má atomovou hmotnost 43,0 u, jaká je průměrná hmotnost směsi?

Řešení

Předpokládejme, že máme 1000 atomů. Pak 800 bude mít hmotnost 42,0 u a 200 bude mít hmotnost 43,0 u.

# "Hmotnost 800 atomů = 800 × 42,0 u = 33 600 u" # #

# "Hmotnost 200 atomů = 200 × 43,0 u = 8600 u" # #

# "Hmotnost 1000 atomů = 42 200 u" #

# "Průměrná hmotnost atomu" = "42 200 u" / "1000 atomů" = "42,2 u / atom" # #

Alternativní řešení

Průměrná hmotnost je hmotnost každého izotopu násobená jeho procentem. Tím pádem, # "Průměrná hmotnost = 80,0% × 42,0 u + 20,0% × 43,0 u = 33,6 u + 8,6 u = 42,2 u" # #

Druhá metoda je jednodušší, ale intuitivně nevysvětluje, proč je odpovědí průměrná atomová hmotnost.

Dvě tělesa o hmotnosti m1 a m2 jsou oddělena vzdáleností R. Vzdálenost těžiště těles od hmotnosti m1 je A. (m2R) / (m1 + m2). B (m1R) / (m1 + m2) #C. (m1m2R) / (m1 + m2)?

A Nechť je těžiště soustavy ve vzdálenosti x od m_1, tak můžeme říci (m_1 + m_2) x = m_1 * 0 + m_2R nebo, x = (m_2R) / (m_1 + m_2)

Jaký je trend v atomovém poloměru napříč obdobím? Dole skupina? Jaký je výklad tohoto trendu, s využitím znalosti atomové struktury?

Radius se zvětšuje, když jdete dolů po stole a klesá s tím, jak postupujete. Atomový poloměr podél periody se snižuje, když přidáváte elektron a proton zvyšuje přitažlivé síly mezi oběma, takže se poloměr zmenšuje, když je přitažlivá síla větší. Zatímco pokud jste dolů období, elektron je v další vzdálenosti energie, a tak atomový poloměr je větší. Kromě toho je stínění před úrovněmi energie vpředu způsobující větší poloměr.

Kyslík se skládá ze tří izotopů 16/8 O (15,995 u), 17/8 O (16999 u) a 18/8 O (17 999 u). Jeden z těchto izotopů, 17/8 O, obsahuje 0,037% kyslíku. Jaké je procento dalších dvou izotopů s použitím průměrné atomové hmotnosti 15.9994 u.

Množství “” _8 ^ 16 “O” je 99.762%, a hojnost “” _8 ^ 18 “O” je 0.201%. Předpokládejme, že máš 100 000 atomů O. Pak máš 37 atomů "O" a 99 963 atomů jiných izotopů. Nechť x = počet atomů "" _8 ^ 16 "O".Pak počet atomů "" _8 ^ 18 "O" = 99 963 - x Celková hmotnost 100 000 atomů je x × 15,995 u + (99 963 - x) × 17999 u + 37 × 16999 u = 100 000 × 15.9994 u 15,995 x + 1 799 234,037 - 17999 x + 628,963 = 1 599 940 2,004 x = 199 123 x = 199 123 / 2,004 = 99 762 Takže existuje 99 762 atomů "" _8 ^ 16 "O" nebo 99,7