Ключовата разлика между атомното тегло и атомната маса е, че атомното тегло е средното тегло на даден елемент по отношение на всички негови изотопи и тяхното относително изобилие, но атомната маса е масата на един атом.
Повечето хора използват термините атомна маса и атомно тегло взаимозаменяемо. Те обаче имат различни значения и това причинява значителна грешка в изчисленията на насипния материал, ако приемем тези два термина като един.
Какво е атомно тегло?
Атомното тегло е средното тегло на даден елемент по отношение на всички негови изотопи и тяхното относително съдържание. В повечето случаи химичните елементи имат изотопи; изотопите са различните форми на един и същи химичен елемент. Изотопите имат еднакъв брой протони (което ги прави принадлежащи към един и същ химичен елемент) и различен брой неутрони в атомното ядро. Има различни проценти от различни изотопи, които се срещат в природата. Трябва да вземем предвид атомните маси на всички изотопи и техните проценти, когато получаваме атомното тегло на даден химичен елемент. Там можем да изчислим средната маса, използвайки атомните маси на всеки изотоп, за да получим атомното тегло. Атомното тегло, което виждаме в периодичната таблица, се изчислява според това явление.
Можем да използваме следните две стъпки за това изчисление;
- Първо преобразувайте процентите в десетични стойности, като ги разделите на 100.
- След това умножете съответно атомните маси на всеки изотоп от тези десетични стойности.
- Накрая добавете отговорите заедно, за да получите крайния отговор.
Видео 1: Изчисляване на атомното тегло
Пример: Да предположим, че имаме 98% изотоп C-12 и 2% изотоп C-13 в природата. Нека изчислим атомното тегло на въглерода, като използваме атомните маси на тези изотопи.
- Преобразуване в десетични стойности:
- Десетичната стойност за процента на C-12 е 0,98 (получена чрез разделяне на 98 от 100).
- Десетичната стойност за процента на C-13 е 0,02 (получена чрез разделяне на 2 от 100).
- Умножение на атомните маси на всеки изотоп от десетичните стойности:
- 12 x 0,98=11,76
- 13 x 0,02=0,26
- Добавяне на отговори заедно, за да получите крайния отговор:
76 + 0,26=12,02
В крайна сметка можем да получим атомното тегло на химичния елемент въглерод като 12,02 amu (единици за атомна маса). Нещо повече, можем да назовем този термин като „относителна атомна маса“, защото е средна стойност на действителните атомни маси на изотопи.
Какво е атомна маса?
Атомите съдържат главно протони, неутрони и електрони. Атомната маса е просто масата на атома. С други думи, това е съвкупността от маси на всички неутрони, протони и електрони в един атом, по-специално, когато атомът не се движи (маса на покой). Ние вземаме само масата на покой, защото според основите на физиката, когато атомите се движат с много висока скорост, масите се увеличават. Въпреки това, масата на електроните е значително много малка в сравнение с масите на протоните и неутроните. Следователно можем да кажем, че приносът на електроните към атомната маса е по-малък. Следователно можем да пренебрегнем масата на електрона, когато изчисляваме атомната маса. Преди всичко различните изотопи имат различни атомни маси, въпреки че принадлежат към един и същ химичен елемент, защото имат различен брой неутрони.
Фигура 01: Можем да използваме масите на протоните, неутроните и електроните на атома, за да изчислим атомната маса
Освен това, масите на атомите са изключително малки, така че не можем да ги изразим в нормални единици за маса като грамове или килограми. За нашите цели използваме друга единица, наречена единица за атомна маса (amu), за измерване на атомната маса. По същия начин, 1 единица атомна маса е една дванадесета от масата на C-12 изотоп. Когато разделим маса на атом от масата на една дванадесета от масата на C-12 изотоп, можем да получим неговата относителна маса. Въпреки това, в общата употреба, когато казваме относителната атомна маса на даден елемент, имаме предвид тяхното атомно тегло (защото го изчисляваме, като вземаме предвид всички изотопи).
Каква е разликата между атомното тегло и атомната маса?
Повечето пъти използваме термините атомно тегло и атомна маса като едно и също. Тези два термина обаче се различават един от друг главно според дефиницията. Следователно, като се следва дефиницията, ключовата разлика между атомното тегло и атомната маса е, че атомното тегло е средното тегло на елемент по отношение на всички негови изотопи и тяхното относително изобилие, докато атомната маса е масата на един атом.
Освен това, можем да идентифицираме друга важна разлика между атомното тегло и атомната маса, като разгледаме начина на изчисляване на всяка стойност; трябва да изчислим атомното тегло, като използваме процентното изобилие на всички изотопи на даден химичен елемент в природата, докато можем да изчислим атомната маса просто като добавим масите на протоните, неутроните и електроните на атома.
Резюме – Атомно тегло спрямо атомна маса
Атомното тегло и атомната маса са два важни термина, които често използваме в химическите изчисления. Ключовата разлика между атомното тегло и атомната маса е, че атомното тегло е средното тегло на елемент по отношение на всички негови изотопи и тяхното относително изобилие, докато атомната маса е масата на един атом.
