ดาวน์โหลดบทความ
ดาวน์โหลดบทความ
มวลอะตอม คือผลบวกของโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอนทั้งหมดในอะตอมหรือโมเลกุลเดียว [1] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง แต่มวลของอิเล็กตรอนนั้นน้อยมากจนแทบจะไม่มีผลอะไร จึงไม่ได้นำมาใช้ในการคำนวณด้วย [2] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง นอกจากนี้มวลอะตอมยังมักจะใช้กล่าวถึงมวลอะตอมเฉลี่ยของไอโซโทปทั้งหมดของธาตุหนึ่งธาตุ ถึงแม้ในทางเทคนิคแล้วจะไม่ถูกต้องนักก็ตาม ที่จริงแล้วคำนิยามที่สองนี้เป็นของมวลอะตอมสัมพัทธ์หรือ น้ำหนักอะตอม ของธาตุหนึ่งธาตุ [3] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง น้ำหนักอะตอมเป็นค่ามวลเฉลี่ยของไอโซโทปที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติของธาตุนั้น นักเคมีต้องแยกมวลอะตอมทั้งสองประเภทนี้ออกจากกันเวลาคำนวณ เพราะถ้าได้ค่ามวลอะตอมที่ไม่ถูกต้อง จะส่งผลให้คำนวณผลการทดลองผิดพลาด
ขั้นตอน
-
ทำความรู้จักหน่วยของมวลอะตอม. มวลอะตอมซึ่งเป็นมวลของอะตอมหนึ่งอะตอมหรือโมเลกุลหนึ่งโมเลกุลจะใช้หน่วยมวลตามมาตรฐานของเอสไอ เช่น กรัม กิโลกรัม ก็ได้ แต่มวลอะตอมนั้นเล็กมากเกินกว่าจะใช้หน่วยเอสไอได้ ฉะนั้นจึงมักจะใช้เป็นหน่วยมวลอะตอม (unified atomic mass units มักจะย่อสั้นๆ ว่า "u" หรือ"amu") หนึ่งหน่วยมวลอะตอมมีค่าเท่ากับ 1/12 ของมวลคาร์บอน-12 [4] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง
- หน่วยมวลอะตอมจะบอกมวลของ ธาตุหรือโมเลกุลนั้นหนึ่งโมลในหน่วยกรัม นี้เป็นคุณสมบัติที่มีประโยชน์มากเมื่อต้องนำมาใช้ในการคำนวณ เพราะสามารถเปลี่ยนหน่วยกรัมมาเป็นหน่วยโมลหรือเปลี่ยนจากหน่วยโมลมาเป็นหน่วยกรัมได้ง่าย
-
หามวลอะตอมในตารางธาตุ. ตารางธาตุส่วนใหญ่จะให้มวลอะตอมสัมพัทธ์ของแต่ละธาตุมา (น้ำหนักอะตอม) มวลอะตอมจะเป็นตัวเลขที่อยู่ด้านล่างของช่องสี่เหลี่ยมแต่ละช่องหรืออยู่ใต้สัญลักษณ์ธาตุแต่ละธาตุ มวลอะตอมจะมีจุดทศนิยมเสมอ และไม่อยู่ในรูปจำนวนเต็ม
- มวลอะตอมสัมพัทธ์ที่แสดงอยู่ในตารางธาตุเป็นมวลอะตอม เฉลี่ย ของธาตุที่เกี่ยวข้องสัมพันธ์กัน ธาตุทางเคมีจะมี ไอโซโทป ที่แตกต่างกัน ไอโซโทปคือธาตุชนิดเดียวกันที่มีมวลต่างกันเพราะจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสไม่เท่ากัน [5] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง ฉะนั้นมวลอะตอมสัมพัทธ์ที่แสดงอยู่ในตารางธาตุจึงเป็นมวลอะตอมเฉลี่ยของธาตุหนึ่งธาตุ ไม่ใช่ มวลอะตอมของธาตุนั้นอะตอมเดียว
- มวลอะตอมสัมพัทธ์ที่ได้แสดงอยู่ในตารางธาตุนำมาใช้ในการคำนวณหามวลโมลาร์ของอะตอมและโมเลกุล มวลอะตอมซึ่งอยู่ในตารางธาตุมีหน่วยเป็น amu ก็จริง แต่ในทางเทคนิคแล้วไม่มีหน่วย แต่เมื่อต้องการหามวลโมลาร์หรือมวลของอะตอมธาตุนั้นหนึ่งโมล (ในหน่วยกรัม) ก็จะมีการแปลงหน่วยด้วยการนำมวลอะตอมมาคูณกับ 1 กรัม/โมล
-
รู้วาตัวเลขที่แสดงอยู่ในตารางธาตุเป็นมวลอะตอมเฉลี่ยของธาตุนั้น. อย่างที่ได้กล่าวไปแล้วมวลอะตอมสัมพัทธ์ที่แสดงอยุู่ใต้สัญลักษณ์ธาตุแต่ละธาตุเป็นมวลอะตอมเฉลี่ยของไอโซโทปทั้งหมดของธาตุน้ั้น ค่านี้เป็นเป็นค่าที่นำมาใช้ในการคำนวณมากมายอย่างเช่น มวลโมลาร์ ของโมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมหลายอะตอม แต่เมื่อต้องมาใช้คำนวณอะตอมแต่ละอะตอม บางครั้งรู้แค่ตัวเลขนี้ยังไม่พอ
- เพราะนี้คือมวลอะตอมเฉลี่ยของไอโซโทปต่างๆ หลายไอโซโทป มวลอะตอมที่แสดงอยู่ในตารางธาตุจึงไม่ใช่ค่ามวลอะตอม ที่แท้จริง ของอะตอมหนึ่งอะตอม
- เวลาคำนวณหามวลอะตอมของอะตอมแต่ละตัว เราต้องนำจำนวนโปรตอนและนิวตรอนในอะตอมหนึ่งอะตอมมาคิดด้วย
โฆษณา
-
หาเลขอะตอมของธาตุนั้นหรือไอโซโทปนั้น. เลขอะตอมคือจำนวนโปรตอนในธาตุนั้น เป็นตัวเลขที่ไม่เคยเปลี่ยนแปลง [6] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง ตัวอย่างเช่น อะตอมไฮโดรเจนทั้งหมดมีโปรตอนหนึ่งตัวและ มีแต่ อะตอมไฮโดรเจนเท่านั้นที่มีโปรตอนหนึ่งตัว โซเดียมมีเลขอะตอม 11 เพราะนิวเคลียสของธาตุนี้มีโปรตอนสิบเอ็ดตัว ออกซิเจนมีเลขอะตอม 8 เพราะนิวเคลียสของธาตุนี้มีโปรตอนแปดตัว เราสามารถหาเลขอะตอมของธาตุต่างๆ ได้ในตารางธาตุ ตารางธาตุแทบจะทุกตารางธาตุจะแสดงเลขอะตอมไว้เหนือสัญลักษณ์ธาตุ เลขอะตอมนี้จะเป็นจำนวนเต็มเสมอ
- สมมติว่าเรากำลังศึกษาอะตอมของคาร์บอน คาร์บอนมีโปรตอนหกตัวเสมอ ฉะนั้นเราจึงรู้ว่าเลขอะตอมของคาร์บอนคือ 6 พอมาตรวจดูที่ตารางธาตุ ก็จะเห็นว่าช่องของคาร์บอน (C) มีเลข"6" อยู่ที่เหนือสัญลักษณ์ธาตุ นี้เป็นการบอกว่าเลขอะตอมของธาตุคาร์บอนคือหก
- เลขอะตอมของธาตุหนึ่งไม่ได้มีผลโดยตรงต่อมวลอะตอมสัมพัทธ์ที่แสดงอยู่ในตารางธาตุ ถึงแม้ธาตุที่อยู่ต้นตารางธาตุอาจดูเหมือนมีมวลอะตอมเป็นสองเท่าของเลขอะตอม แต่มวลอะตอมไม่ได้คำนวณจากการนำสองไปคูณเลขอะตอม
-
หาจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียส. จำนวนนิวตรอนในอะตอมของธาตุใดธาตุหนึ่งอาจมีการเปลี่ยนแปลงไปบ้าง ถ้าอะตอมสองอะตอมมีจำนวนโปรตอนเท่ากัน แต่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน แสดงว่าอะตอมทั้งสองอะตอมนั้นเป็นของธาตุเดียวกันแต่ไอโซโทปต่างกัน อย่างที่กล่าวไปแล้วจำนวนโปรตอนของธาตุหนึ่งจะไม่เปลี่ยนแปลง แต่จำนวนนิวตรอนในอะตอมของธาตุนั้นสามารถเปลี่ยนแปลงได้ มวลอะตอมเฉลี่ยของธาตุนั้นจึงต้องในรูปทศนิยม
- เราสามารถรู้จำนวนนิวตรอนได้จากชื่อไอโซโทปของธาตุนั้น ตัวอย่างเช่น คาร์บอน-14 เป็นไอโซโทปกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นโดยธรรมชาติของคาร์บอน-12 เราจะเห็นว่าไอโซโทปหนึ่งจะมีตัวเลขทำเป็นตัวยกวางไว้ก่อนสัญลักษณ์ธาตุนั้น ตัวอย่างเช่น 14 C เราสามารถหาจำนวนนิวตรอนได้จากการนำจำนวนโปรตอนไปลบออกจากเลขไอโซโทป 14 – 6 = 8 ผลลัพธ์ที่ได้แสดงว่าคาร์บอนไอโซโทปนี้มีนิวตรอน 8 ตัว
- คาร์บอน 12 C มีนิวตรอนทั้งหมดหกตัว คาร์บอนไอโซโทปนี้เป็นไอโซโทปที่พบมากที่สุด โดยพบเกือบ 99% ของอะตอมคาร์บอนทั้งหมด [7] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง คาร์บอนที่มีนิวตรอน 7 ตัว ( 13 C) พบ 1% อะตอมคาร์บอนชนิดอื่นที่มีนิวตรอนมากกว่าหรือน้อยกว่า 6 หรือ 7 ตัวพบได้น้อยมาก
-
นำจำนวนโปรตอนและนิวตรอนมาบวกกัน. นี้คือมวลอะตอมของอะตอมนั้น ไม่ต้องคำนึงถึงจำนวนอิเล็กตรอนที่โคจรอยู่รอบนิวเคลียส เพราะมวลรวมของมันน้อยมากเสียจนไม่มีผลต่อคำตอบของเราเท่าไหร่
- อะตอมคาร์บอนมีโปรตอน 6 ตัว + นิวตรอน 6 ตัว = 12 มวลอะตอมของอะตอมคาร์บอนนี้คือ 12 ในอีกกรณีหนึ่ง คาร์บอน-13 นี้มีโปรตอน 6 ตัว + นิวตรอน 7 ตัว = 13 น้ำหนักอะตอมของคาร์บอนนี้คือ 13
- น้ำหนักอะตอมที่แท้จริงของคาร์บอน-13 คือ 13.003355 [8] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง และน้ำหนักนี้มีความเที่ยงตรงกว่าเพราะเป็นน้ำหนักที่ได้จากการวัดในห้องทดลอง
- มวลอะตอมจะมีค่าใกล้เคียงกับเลขไอโซโทปของธาตุนั้น ตัวเลขไอโซโทปจะกลายเป็นมวลอะตอมเพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น สาเหตุที่น้ำหนักจากการวัดในห้องทดลองมีค่าสูงกว่าตัวเลขไอโซโทปเล็กน้อยเพราะรวมน้ำหนักของอิเล็กตรอนด้วย
โฆษณา
-
รู้ว่าธาตุที่ต้องการหามวลอะตอมสัมพัทธ์เป็นไอโซโทปไหน. นักเคมีจะรู้ว่าตนกำลังหามวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุไอโซโทปไหนโดยการใช้เครื่องมือพิเศษที่เรียกว่าแมสสเปกโตรมิเตอร์ (mass spectrometer) แต่ถ้าเราเป็นเพียงนักเรียนนักศึกษา ข้อมูลไอโซโทปจะมีไว้ให้แล้วในแบบฝึกหัด เป็นค่าที่ไดรับการยอมรับจากวงการวิทยาศาสตร์
- ในบทความนี้เราจะมาหามวลอะตอมสัมพัทธ์ของคาร์บอน-12 และ คาร์บอน-13
-
หาความอุดมสัมพัทธ์ของแต่ละไอโซโทป. ไอโซโทปแต่ละไอโซโทปของธาตุหนึ่งปรากฏในอัตราส่วนต่างกัน อัตราส่วนจะแสดงออกมาในรูปของเปอร์เซ็นต์ ไอโซโทปบางไอโซโทปพบได้มาก แต่ไอโซโทปบางไอโซโทปพบได้ยาก บางครั้งพบได้ยากจนแทบจะไม่สามารถตรวจพบได้ ข้อมูลนี้สามารถหาได้จากการใช้แมสสเปกโตรมิเตอร์หรือค้นจากหนังสืออ้างอิงวิชาเคมี
- ความอุดมสัมพัทธ์ของคาร์บอน-12 คือ 99% และความอุดมสัมพัทธ์ของคาร์บอน-13 คือ 1% คาร์บอนไอโซโทปอื่นนั้นก็ มี แต่มีอยู่ในปริมาณน้อยมากจนไม่ได้รับความสนใจ บทความนี้จึงไม่มีตัวอย่างของไอโซโทปอื่นมาให้
-
นำสัดส่วนของแต่ละไอโซโทปมาคูณกับมวลอะตอมของมัน. นำเปอร์เซ็นต์ของความอุดมสัมพัทธ์มาคูณกับมวลอะตอมของมัน (เขียนเป็นทศนิยม) นำเปอร์เซ็นต์ของความอุดมสัมพัทธ์มาหารด้วย 100 เพื่อแปลงให้เป็นเลขทศนิยม เปอร์เซ็นต์ที่ถูกแปลงแล้วนำมาบวกกันจะได้เท่ากับ 1
- มาดูที่คาร์บอน-12 และคาร์บอน-13 คาร์บอน-12 มีมากถึง 99% ส่วนคาร์บอน-13 มีแค่ 1% ให้นำ 12 (มวลอะตอมของคาร์บอน-12) มาคูณ 0.99 และให้นำ 13 (มวลอะตอมของคาร์บอน-13) มาคูณกับ 0.01
- หนังสืออ้างอิงวิชาเคมีจะให้ข้อมูลสัดส่วนไอโซโทปของธาตุทั้งหมดเป็นเปอร์เซ็นต์ ตำราเรียนวิชาเคมีส่วนใหญ่มีข้อมูลนี้ที่ท้ายเล่ม แมสสเปกโตรมิเตอร์ก็สามารถให้ข้อมูลสัดส่วนของไอโซโทปที่ต้องการตรวจสอบได้เช่นกัน
-
นำผลคูณมาบวกกัน. นำผลคูณจากขั้นตอนก่อนหน้านี้มาบวกกัน ผลลัพธ์ที่ได้คือมวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุนั้น เป็นมวลอะตอมเฉลี่ยของไอโซโทปธาตุนั้น ถ้ากล่าวถึงธาตุทั่วไป ไม่ใช่ไอโซโทปเฉพาะของธาตุนั้น เราจะใช้ค่านี้
- ในตัวอย่างของเราผลคูณของคาร์บอน 12 คือ 12 x 0.99 = 11.88 ส่วนผลคูณของคาร์บอน-13 คือ 13 x 0.01 = 0.13 มวลอะตอมสัมพัทธ์คือ 11.88 + 0.13 = 12.01
โฆษณา
สิ่งของที่ใช้
- หนังสืออ้างอิงวิชาเคมี
- เครื่องคิดเลข
ข้อมูลอ้างอิง
- ↑ http://study.com/academy/lesson/what-is-atomic-mass-definition-examples-quiz.html
- ↑ http://education.jlab.org/qa/particlemass_02.html
- ↑ http://www.chemteam.info/Mole/AverageAtomicWeight.html
- ↑ http://sciencenotes.org/calculate-atomic-mass-tutorial/
- ↑ http://study.com/academy/lesson/what-are-isotopes-definition-types-examples.html
- ↑ https://www.nde-ed.org/EducationResources/HighSchool/Radiography/atomicmassnumber.htm
- ↑ http://www.chemteam.info/Mole/AverageAtomicWeight.html
- ↑ http://www.chemteam.info/Mole/AverageAtomicWeight.html
เกี่ยวกับวิกิฮาวนี้
มีการเข้าถึงหน้านี้ 24,351 ครั้ง
โฆษณา
