Атомный вес и атомная масса являются двумя важными понятиями в химии и физике. Многие люди используют термины взаимозаменяемо, но на самом деле они не означают одно и то же. Посмотрите на разницу между атомным весом и атомной массой и поймите, почему большинство людей смущены или не заботятся о различии. (Если вы посещаете урок химии, он может появиться на тесте, поэтому обратите внимание!)
Что такое атом?
Атом является основной единицей элемента. Атом - это форма материи, которую нельзя разрушить никакими химическими средствами. Типичный атом состоит из протонов, нейтронов и электронов.
Примеры атомов
Любой элемент, указанный в периодической таблице, состоит из определенных атомов. Водород, гелий, кислород и уран являются примерами типов атомов.
Некоторая материя меньше или больше атома . Примеры химических частиц, которые обычно не считаются атомами, включают частицы, которые являются компонентами атомов: протоны, нейтроны и электроны. Молекулы и соединения состоят из атомов, но сами не являются атомами . Примеры молекул и соединений включают соль (NaCl), воду (H 2 O) и метанол (CH 2 OH). Электрически заряженные атомы называются ионами. Они все еще являются типами атомов. Одноатомные ионы включают H + и O 2- . Есть также молекулярные ионы, которые не являются атомами (например, озон, O 3 - ).
Серая область между атомами и протонами
Считаете ли вы единицу водорода примером атома? Имейте в виду, что большинство водородных «атомов» не имеют протона, нейтрона и электрона. Учитывая, что число протонов определяет идентичность элемента, многие ученые считают, что один протон является атомом элемента водорода .
Атомная масса против атомного веса
Атомная масса (m a ) - это масса атома. Один атом имеет заданное количество протонов и нейтронов, поэтому масса однозначна (не изменится) и является суммой количества протонов и нейтронов в атоме. Электроны вносят так мало массы, что их не считают.
Атомный вес - это средневзвешенное значение массы всех атомов элемента, основанное на обилии изотопов. Атомный вес может измениться, потому что это зависит от нашего понимания того, сколько существует каждого изотопа элемента.
И атомная масса и атомный вес полагаются на атомную единицу массы (а.е.м.), который является 1/12 - масса атома углерода-12 в его основном состоянии .
Могут ли атомная масса и атомный вес всегда быть одинаковыми?
Если вы найдете элемент, который существует только как один изотоп, то атомная масса и атомный вес будут одинаковыми. Атомная масса и атомный вес могут равняться друг другу, когда вы работаете с одним изотопом элемента. В этом случае в расчетах используется атомная масса, а не атомный вес элемента из периодической таблицы.
Вес против массы: атомы и многое другое
Масса является мерой количества вещества, а масса - мерой того, как масса действует в гравитационном поле. На Земле, где мы подвергаемся довольно постоянному ускорению под действием силы тяжести, мы не обращаем большого внимания на разницу между терминами. В конце концов, наши определения массы были в значительной степени сделаны с учетом гравитации Земли, поэтому, если вы скажете, что вес имеет массу 1 килограмм, а вес 1 килограмм, вы правы. Теперь, если вы возьмете эту 1 кг массы на Луну, ее вес будет меньше.
Итак, когда термин «атомный вес» был введен еще в 1808 году, изотопы были неизвестны, а земная гравитация была нормой.
Изотопы- это атомы с одинаковым количеством протонов , но с разным количеством нейтронов . Другими словами, они имеют разные атомные веса. Изотопы - это разные формы одного элемента .
Краткая описания изотопа
- Изотопы - это образцы элемента с разным числом нейтронов в их атомах.
- Количество протонов для разных изотопов элемента не меняется.
- Не все изотопы радиоактивны. Стабильные изотопы либо никогда не распадаются, либо распадаются очень медленно. Радиоактивные изотопы подвергаются распаду.
- Когда изотоп распадается, исходным материалом является родительский изотоп. Полученный материал является дочерним изотопом.
Из 81 стабильных элементов 275 изотопов. Существует более 800 радиоактивных изотопов, некоторые из которых являются природными, а некоторые синтетическими. Каждый элемент периодической таблицы имеет несколько изотопных форм. В химические свойства изотопов одного элемента , как правило, почти идентичны. Исключение составляют изотопы водорода, поскольку число нейтронов оказывает столь существенное влияние на размер ядра водорода. Физические свойства изотопов отличаются друг от друга, поскольку эти свойства часто зависят от массы. Это различие может быть использовано для отделения изотопов элемента друг от друга с помощью фракционной дистилляции и диффузии.
За исключением водорода, наиболее распространенные изотопы природных элементов имеют одинаковое количество протонов и нейтронов. Наиболее распространенной формой водорода является протий, который имеет один протон и не имеет нейтронов.
Разница между атомным весом и атомной массой стала известна, когда Ф. В. Астон, изобретатель масс-спектрометра (1927), использовал свое новое устройство для исследования неона. В то время считалось, что атомный вес неона составляет 20,2 а.е.м., однако Астон наблюдал два пика в масс-спектре неона при относительных массах 20,0 и 22,0 а.е.м. Астон предложил в своем образце два фактически двух типов неоновых атомов : 90% атомов, имеющих массу 20 а.е.м. и 10% с массой 22 а.е.м. Это соотношение дало средневзвешенную массу 20,2 а.е.м. Он назвал различные формы атомов неона " изотопами".«Фредерик Содди предложил термин« изотопы »в 1911 году для описания атомов, которые занимают одно и то же положение в периодической таблице, но отличаются.
Хотя «атомный вес» не является хорошим описанием, эта фраза застряла по историческим причинам. Сегодня правильный термин «относительная атомная масса» - единственная «весовая» часть атомного веса состоит в том, что он основан на средневзвешенном значении изотопного содержания.