Comment trouver la masse atomique moyenne?
Si vous avez besoin de trouver la masse atomique moyenne d'un élément, vous devrez rechercher la masse atomique et l'abondance de chaque isotope dans cet élément. L'abondance de tous les isotopes devrait totaliser 100%. Multipliez la masse par l'abondance de chaque isotope, puis additionnez tous les résultats pour obtenir la masse atomique moyenne. Pour obtenir des conseils de notre critique sur la façon de convertir la masse en nombre d'atomes, continuez à lire!
La masse atomique moyenne de l'élément prend en compte les variations du nombre de neutrons et vous indique la masse moyenne par atome dans un échantillon typique de cet élément.
La masse atomique moyenne n'est pas une mesure directe d'un seul atome. Au lieu de cela, c'est la masse moyenne par atome pour un échantillon typique d'un élément donné. Si vous pouviez mesurer la masse de milliards d'atomes individuels, vous pourriez calculer cette valeur de la même manière que vous trouveriez n'importe quelle moyenne. Heureusement, il existe une méthode plus pratique qui repose sur des informations enregistrées sur la rareté des différents isotopes.
Partie 1 sur 2: calcul de la masse atomique moyenne
- 1Comprendre les isotopes et les masses atomiques. La plupart des éléments peuvent naturellement se présenter sous plusieurs formes, ou isotopes. Le nombre de masse de chaque isotope est la somme des nombres de protons et de neutrons dans le noyau. Chaque proton et chaque neutron pèsent 1 unité de masse atomique (amu). La seule différence entre deux isotopes d'un même élément est le nombre de neutrons par atome, qui affecte la masse de l'atome. Cependant, l'élément a toujours le même nombre de protons.
- La masse atomique moyenne de l'élément prend en compte les variations du nombre de neutrons et vous indique la masse moyenne par atome dans un échantillon typique de cet élément.
- Par exemple, l'élément argent (Ag) possède deux isotopes naturels: Ag-107 et Ag-109 (ou 107 Ag et 109 Ag). Les isotopes sont nommés d'après le «nombre de masse», ou la somme des protons et des neutrons dans un atome. Cela signifie que Ag-109 a deux neutrons de plus par atome que Ag-107, ce qui lui donne une masse légèrement supérieure.
- 2Recherchez la masse de chaque isotope. Vous aurez besoin de deux informations pour chaque isotope, que vous pouvez rechercher dans un ouvrage de référence ou une source en ligne telle que webelements.com. Le premier est la masse atomique, ou la masse d'un atome de chaque isotope. Les isotopes avec plus de neutrons ont plus de masse.
- Par exemple, l'isotope d'argent Ag-107 a une masse atomique de 106 90509 amu (unités de masse atomique). L'isotope Ag-109 est légèrement plus lourd avec une masse de 108 90470.
- Les deux dernières décimales peuvent être légèrement différentes selon les sources. N'incluez aucun nombre entre parenthèses après la messe.
- 3Notez l'abondance de chaque isotope. L'abondance vous indique la fréquence de l'isotope, en pourcentage de tous les atomes de l'élément. Chaque isotope contribue proportionnellement à son abondance (plus l'isotope est abondant, plus il contribuera à la masse atomique moyenne). Vous pouvez le trouver dans la même source que vous avez trouvé la masse. Les abondances de tous les isotopes devraient totaliser 100% (bien que cela puisse être légèrement différent en raison d'erreurs d'arrondi).
- L'isotope Ag-107 a une abondance de 51,86%. Ag-109 est légèrement moins commun avec une abondance de 48,14%. Cela signifie qu'un échantillon typique d'argent contient 51,86% Ag-107 et 48,14% Ag-109.
- Ignorez les isotopes dont l'abondance n'est pas répertoriée. Ces isotopes ne sont pas présents naturellement sur Terre.
Le terme masse atomique relative est parfois utilisé comme synonyme de masse atomique moyenne. - 4Transformez vos pourcentages d'abondance en nombres décimaux. Divisez le pourcentage d'abondance par 100 pour obtenir la même valeur qu'une décimale.
- Dans le problème de l'échantillon, les chiffres d'abondance sont 51,86 / 100 = 0,5186 et 48,14 / 100 = 0,4814.
- 5Trouvez la moyenne pondérée de la masse atomique de ses isotopes stables. La masse atomique moyenne d'un élément avec n isotopes est égale à (isotope de masse 1 * isotope d' abondance 1) + (isotope de masse 2 * isotope d' abondance 2) +... + (isotope de masse n * isotope d' abondance n. Ceci est un exemple d'un « moyenne pondérée», ce qui signifie que des masses plus courantes (plus abondantes) ont un effet plus important sur le résultat. Voici comment utiliser cette formule pour l'argent:
- Masse atomique moyenne Ag = (masse Ag-107 * abondance Ag-107) + (masse Ag-109 * abondance Ag-109)
= 55.4410 + 52.4267
= 107.8677 amu. - Recherchez l'élément sur un tableau périodique pour vérifier votre réponse. La masse atomique moyenne est généralement écrite sous le symbole de l'élément.
- Masse atomique moyenne Ag = (masse Ag-107 * abondance Ag-107) + (masse Ag-109 * abondance Ag-109)
Partie 2 sur 2: utiliser le résultat
- 1Convertir la masse en nombre d'atomes. La masse atomique moyenne vous indique la relation entre la masse et le nombre d'atomes dans un échantillon typique de l'élément. Ceci est utile dans les laboratoires de chimie car il est presque impossible de compter directement le nombre d'atomes, mais facile de mesurer la masse. Par exemple, vous pouvez peser un échantillon d'argent et prédire que chaque 107 8677 amu de masse contient un atome d'argent.
- 2Convertir en masse molaire. Les unités de masse atomique étant très petites, les chimistes pèsent généralement les échantillons en grammes. Heureusement, ces concepts sont définis pour rendre la conversion aussi simple que possible. Il suffit de multiplier la masse atomique moyenne par 1 g/mol (la constante de masse molaire) pour obtenir une réponse en g/mol à la place. Par exemple, 107867 grammes d'argent contiennent en moyenne une mole d'atomes d'argent.
La masse atomique moyenne vous indique la relation entre la masse et le nombre d'atomes dans un échantillon typique de l'élément. - 3Trouvez la masse moléculaire moyenne. Puisqu'une molécule n'est qu'une collection d'atomes, vous pouvez additionner les masses des atomes pour trouver la masse de la molécule. Si vous utilisez les masses atomiques moyennes (au lieu de la masse d'un isotope spécifique), la réponse est la masse moyenne de la molécule telle que trouvée dans un échantillon naturel. Voici un exemple:
- Une molécule d'eau a la formule chimique H 2 O, elle contient donc deux atomes d'hydrogène (H) et un atome d'oxygène (O).
- L'hydrogène a une masse atomique moyenne de 1 00794 amu. Les atomes d'oxygène ont une masse moyenne de 15 9994 amu.
- La masse moyenne d'une molécule de H 2 O est égale à (1.00794)(2) + 15.9994 = 18.01528 amu, équivalent à 18.01528 g/mol.
- Le terme masse atomique relative est parfois utilisé comme synonyme de masse atomique moyenne. Il y a une légère différence puisque la masse atomique relative n'a pas d'unités; c'est une mesure de masse par rapport à l'atome de carbone 12. En tant de temps que vous utilisez des unités de masse atomique dans le calcul de la masse moyenne, cependant, les deux valeurs sont numériquement identiques.
- À de rares exceptions près, les éléments situés plus loin dans le tableau périodique ont une masse moyenne plus élevée que les éléments précédents. C'est un moyen rapide de vérifier si vos réponses ont du sens.
- 1 unité de masse atomique est définie comme 12 la masse d'un atome de carbone 12.
- Les abondances d'isotopes sont basées sur des échantillons qui se produisent naturellement sur Terre. Des substances inhabituelles telles qu'une météorite ou un échantillon créé en laboratoire peuvent avoir des rapports d'isotopes différents, et donc une masse atomique moyenne différente.
Il est important de connaître la masse atomique moyenne car différents isotopes d'un élément existent à différentes abondances sur Terre, donc différents isotopes contribuent à la masse atomique moyenne dans des proportions différentes. - Le nombre entre parenthèses après une masse atomique vous indique l'incertitude du dernier chiffre. Par exemple, une masse atomique de 1 0173 (4) signifie que les échantillons typiques varient dans une plage de 1 0173 ± 0,0004. Vous n'avez pas besoin d'en tenir compte à moins que le problème ne l'exige.
- Utilisez la masse atomique moyenne lorsque vous effectuez des calculs de masse impliquant des éléments et des composés.
- Les masses atomiques sont presque toujours écrites en termes d'unités de masse atomique (amu ou u), parfois appelées dalton (Da). N'ajoutez jamais une unité de masse différente (comme le kilogramme) après le nombre sans le convertir.
- Crayon
- Papier
- Calculatrice
- Données sur l'abondance des isotopes
- Données d'unité de masse atomique isotopique
Lisez aussi: Comment faire de l'or à partir du mercure?
Questions et réponses
- Comment trouver le poids atomique?Le poids atomique est juste un autre terme pour la masse atomique moyenne.
- Quel est le poids atomique du platine?Le poids atomique du platine est de 195078 amu. Consultez "Comment calculer la masse atomique" pour plus d'informations.
- Pourquoi avons-nous besoin de connaître la masse atomique moyenne?Il est important de connaître la masse atomique moyenne car différents isotopes d'un élément existent à différentes abondances sur Terre, donc différents isotopes contribuent à la masse atomique moyenne dans des proportions différentes.
- Lorsque le numéro atomique augmente au sein d'un groupe d'éléments, le rayon atomique fait généralement quoi?On peut supposer que le rayon atomique augmente avec le numéro atomique.
- Comment trouvez-vous la masse moyenne pondérée si vous n'avez pas l'un des amu?Une unité de masse atomique équivaut à un gramme par mole (1 amu = 1 g/mol). C'est aussi la même chose qu'un dalton (1 amu = 1 Da). donc si vous ne connaissez pas l'amu pour l'un de vos éléments, vous pouvez rechercher cet isotope particulier en ligne pour trouver l'amu et l'abondance naturelle spécifiques à cet isotope particulier.
- Comment puis-je trouver la masse moyenne de brome?Allez sur socratic.org/chemistry et recherchez «masse atomique de brome».
- Pouvez-vous donner un autre exemple de masse atomique moyenne?Le néon a trois isotopes naturels: 90,48% du néon est du Ne-20 avec une masse d'environ 19992 amu; 9,25% est du Ne-22 avec une masse de 21 991 amu; et 0,27% est Ne-21 avec une masse de 20993 amu. La masse atomique moyenne du néon est (19 92) (0 9048) + (21 991) (0,0925) + (20 993)(0,0027) = environ 20 180 amu.
Les commentaires (3)
- Cela m'a appris la façon la plus simple de calculer la masse atomique moyenne d'un élément, et c'est tellement compréhensible.
- Cela m'aide beaucoup. Merci pour l'article.
- C'était un sauveur! Cela a fait de ma note en sciences un A-!
