TRỌNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ: NÓ LÀ GÌ, NÓ ĐƯỢC TÍNH NHƯ THẾ NÀO VÀ CÁC VÍ DỤ - HÓA HỌC - 2025

Nguyên tử lượng là khối lượng trung bình của các nguyên tử của một nguyên tố hóa học nào đó. Nó được biết đến và sử dụng thay thế cho nhau như khối lượng nguyên tử, mặc dù nghĩa đen của mỗi khối là khác nhau.

Thuật ngữ 'trọng lượng' trong vật lý ngụ ý lực tác dụng lên trường hấp dẫn được biểu thị bằng đơn vị lực như newton. Tuy nhiên, từ năm 1908, thuật ngữ trọng lượng nguyên tử đã được sử dụng, mà ngày nay được biết đến nhiều hơn là khối lượng nguyên tử tương đối; nghĩa là, chúng đồng nghĩa.

Nguồn: Pexels.

Các nguyên tử rất nhỏ, nhiều và khác nhau ngay cả đối với cùng một nguyên tố, nên việc gán cho chúng một độ lớn vật lý chẳng hạn như khối lượng không phải là một việc dễ dàng. Chính xác là theo thời gian, sự lựa chọn đơn vị biểu thị khối lượng hoặc khối lượng nguyên tử của một nguyên tố hóa học đã thay đổi.

Ban đầu, khối lượng của nguyên tử nhỏ nhất, đó là nguyên tử hydro (H), được chọn làm đơn vị khối lượng nguyên tử. Sau đó nó được đổi thành đơn vị khối lượng nguyên tử của oxy tự nhiên 1/16, và sau đó đồng vị nhẹ hơn ¹⁶ O của nó được ưa chuộng hơn .

Từ năm 1961, do tầm quan trọng to lớn của nguyên tử cacbon (C), người ta đã chọn để coi trọng lượng nguyên tử là đồng vị C-12 của nó. Hơn nữa, nguyên tử C là nguyên tố hóa học trung tâm hoặc chủ chốt của hóa học hữu cơ và hóa sinh.

Khối lượng nguyên tử là gì?

Trọng lượng nguyên tử (AP) là trọng lượng trung bình của khối lượng của các đồng vị tự nhiên tạo nên một nguyên tố hóa học. Thuật ngữ này dùng để chỉ khối lượng nguyên tử tương đối mà các nguyên tử của mỗi nguyên tố hóa học sở hữu.

Như đã đề cập trong phần mở đầu, thuật ngữ trọng lượng nguyên tử được sử dụng theo truyền thống, nhưng nó thực sự là khối lượng nguyên tử. Kể từ năm 1961, dựa trên nguyên tử Carbon-12, giá trị 12 của nó đã được chấp nhận cho quy mô trọng lượng nguyên tử tương đối.

Nhưng khối lượng nguyên tử khi đó là bao nhiêu? Nó là tổng số proton và neutron mà nguyên tử có, khối lượng do các electron đóng góp là không đáng kể. Ví dụ, khối lượng nguyên tử của hydro (H) là 1,00974 Da, và của Magie (Mg) là 24,3050 Da.

So sánh, điều này có nghĩa là nguyên tử Mg nặng hơn nguyên tử H: chính xác hơn 24 lần. Khi cần các giá trị về khối lượng hoặc khối lượng nguyên tử của một số nguyên tố hóa học, bạn có thể tham khảo bảng tuần hoàn.

Các đơn vị

Một trong những đơn vị đầu tiên của trọng lượng nguyên tử, amu, được biểu thị bằng 1/16 (0,0625) trọng lượng của một nguyên tử oxy.

Đơn vị này đã thay đổi khi phát hiện ra sự tồn tại của các đồng vị tự nhiên của một nguyên tố từ năm 1912; do đó, các đồng vị không còn có thể bị bỏ qua.

Hiện nay, đơn vị tiêu chuẩn của khối lượng nguyên tử hay dalton là 1/12 khối lượng nguyên tử của đồng vị ¹² C. Đây là đơn vị ổn định và phong phú hơn ¹³ C và ¹⁴ C.

Một đơn vị khối lượng nguyên tử được chuẩn hóa là khối lượng của một nucleon (một proton hoặc một nơtron) và bằng 1 g / mol. Sự thống nhất hoặc tiêu chuẩn hóa này được thực hiện với một nguyên tử C-12 có 12 đơn vị khối lượng nguyên tử được gán cho.

Và do đó, trọng lượng nguyên tử hoặc khối lượng nguyên tử tương đối hiện có thể được biểu thị bằng gam trên một mol nguyên tử.

Khối lượng nguyên tử được tính như thế nào?

Để xác định khối lượng nguyên tử, trước hết phải tính khối lượng nguyên tử của đồng vị, là tổng số proton và neutron mà một nguyên tử nào đó có.

Số lượng electron mà nó có không được tính đến, vì khối lượng của nó không đáng kể so với khối lượng của neutron và proton.

Điều tương tự cũng được thực hiện với mỗi đồng vị của cùng một nguyên tố. Sau đó, khi biết lượng nguyên tử tự nhiên của chúng, khối lượng nguyên tử trung bình có trọng số của tất cả các đồng vị được tính bằng cách cộng m ∙ A (m = khối lượng nguyên tử, và A là khối lượng riêng chia cho 100).

Ví dụ, giả sử bạn có một nhóm nguyên tử sắt trong đó 93% trong số đó là ⁵⁶ Fe, trong khi 5% là ⁵⁴ Fe và 2% còn lại là ⁵⁷ Fe. Khối lượng nguyên tử đã được đánh dấu ở góc trên bên trái của các ký hiệu hóa học. Tính toán sau đó:

56 (0,93) + 54 (0,05) + 57 (0,02) = 55,92 g / mol nguyên tử Fe

Trong đám đó, sắt có khối lượng nguyên tử là 55,92. Nhưng còn phần còn lại của toàn bộ hành tinh Trái đất hoặc phần còn lại của Vũ trụ thì sao? Trong cụm chỉ có ba đồng vị, có độ nhiều thay đổi nếu tính đến Trái đất, nơi sẽ có nhiều đồng vị hơn và các phép tính trở nên phức tạp hơn.

Cân nhắc

Để tính toán khối lượng nguyên tử của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn, phải tính đến những điều sau:

-Các đồng vị tồn tại trong tự nhiên của cùng một nguyên tố hóa học. Các nguyên tử của cùng một nguyên tố hóa học có số nơtron khác nhau là đồng vị của nguyên tố hóa học đó.

-Trong các mẫu thu được của mỗi đồng vị đều tính đến khối lượng nguyên tử của mỗi đồng vị đó.

-Sự phong phú tương đối của mỗi đồng vị đối với một nguyên tố nhất định trong các mẫu được tìm thấy trong tự nhiên cũng rất quan trọng.

-Giá trị về khối lượng nguyên tử của một nguyên tử đơn lẻ hoặc có trong một mẫu tự nhiên của nguyên tố đó. Hoặc của một nhóm nguyên tử trong trường hợp đồng vị của cùng một nguyên tố, xác định khối lượng nguyên tử tiêu chuẩn hoặc trung bình.

-Để xác định khối lượng nguyên tử tiêu chuẩn của các nguyên tố hóa học, người ta xét một hay nhiều đồng vị của cùng một nguyên tố.

-Có một số nguyên tố hóa học như Franxi (Fr) chưa có đồng vị bền và chưa có khối lượng nguyên tử chuẩn hóa.

Ví dụ

Nhờ tham khảo bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, bạn có thể tìm được khối lượng nguyên tử của nguyên tố hóa học; nghĩa là, những đồng vị đã được tính toán xem xét tất cả các đồng vị ổn định (và vì lý do đó chúng thường có nhiều chữ số thập phân).

Ở đó quan sát thấy rằng số nguyên tử của hiđro (H) bằng 1, bằng số proton của nó. Nguyên tử lượng của H nhỏ nhất trong tất cả các nguyên tố, có giá trị là 1,00794 u ± 0,00001 u.

Đối với boron, trọng lượng nguyên tử của nó được xác định dựa trên hai đồng vị thu được trong tự nhiên và giá trị của nó nằm trong khoảng từ 10,806 đến 10,821.

Không có trọng lượng nguyên tử tiêu chuẩn trong trường hợp các nguyên tố phi tự nhiên hoặc tổng hợp không có đồng vị trong tự nhiên; chẳng hạn như trường hợp nói trên của franxi (Fr), poloni (Po), radon (Ra), trong số các nguyên tố hóa học khác.

Trong những trường hợp này, trọng lượng nguyên tử được giới hạn trong tổng số proton và neutron của nguyên tố này.

Giá trị trọng lượng nguyên tử được báo cáo trong ngoặc đơn, có nghĩa là nó không phải là trọng lượng nguyên tử được tiêu chuẩn hóa. Ngay cả giá trị của trọng lượng nguyên tử tiêu chuẩn cũng có thể thay đổi nếu phát hiện thêm nhiều đồng vị của một nguyên tố nhất định.

Người giới thiệu

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Ngày 22 tháng 6 năm 2018). Định nghĩa Khối lượng nguyên tử. Phục hồi từ: thinkco.com
2. Jimenez, V. và Macarulla, J. (1984). Hóa lý Sinh lý. (6 ^ta. Ed). Madrid: Interamericana
3. Whitten, K., Davis, R., Peck M. và Stanley, G. (2008). Hóa học. (8 ^ava. Ed). CENGAGE Học tập: Mexico.
4. Wikipedia. (2018). Trọng lượng nguyên tử tiêu chuẩn. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
5. GS N. De Leon. (sf). Trọng lượng nguyên tử. Được khôi phục từ: iun.edu