جرم اتمی میانگین اندازه گیری میانگین وزنی جرم اتم هایی است که یک عنصر را می سازند. به طور معمول، جرم اتمی میانگین در جداول تناوبی به صورت عددی با ارقام اعشاری دیده می شود. از آنجایی که تمام اتم‌ هایی که یک عنصر را می‌ سازند، تعداد پروتون ‌های یکسانی دارند، اما گاهی اوقات تعداد نوترون ‌هایشان با هم متفاوت است، برخی از اتم ‌های عنصر از نظر جرم متفاوت خواهند بود. این تفاوت باعث می شود که میانگین وزنی گاهی اوقات کسری از یک واحد جرم اتمی را داشته باشد.

جرم اتمی میانگین را می توان با ضرب عدد جرمی و فراوانی طبیعی هر یک از ایزوتوپ ها و سپس جمع کردن همه آنها با یکدیگر محاسبه کرد. شما می توانید درصد فراوانی را با تقسیم آن بر 100 تبدیل کنید. میانگین جرم اتمی اندازه گیری شده به واحد amu (واحد جرم اتمی) نشان داده می شود و ویژگی مشخصه عناصری است که ایزوتوپ های مختلف دارند.

برخی از عناصر مانند هیدروژن، گونه های مختلفی دارند. آنها در تعداد نوترون ها یا به بیان دیگر در تعداد عدد جرمی متفاوت هستند. شما می توانید به سرعت میانگین جرم اتمی این ایزوتوپ ها را تعیین کنید. هیدروژن دارای سه ایزوتوپ یعنی پروتیوم، دوتریوم و تریتیوم است که به ترتیب دارای 0، 1 و 2 نوترون هستند.

پروتیوم تقریبا 99.98 درصد از هیدروژن موجود در زمین را تشکیل می دهد؛ بنابراین عملا پروتیوم به طور طبیعی فراوان ترین ایزوتوپ هیدروژن است. هنگامی که ما جرم اتمی هیدروژن را محاسبه می کنیم، میانگین جرم اتمی تمام ایزوتوپ های هیدروژن را محاسبه می کنیم.

فراوانی طبیعی چیست

فراوانی طبیعی که اغلب در شیمی استفاده می ‌شود، به این موضوع اشاره دارد که به طور طبیعی یک ایزوتوپ خاص از یک عنصر معین بر روی زمین چقدر فراوان است.

جرم اتمی چیست

جرم اتمی اندازه گیری جرم کل همه ذرات زیراتمی است که یک اتم را می سازند. برای ساده ‌تر کردن این اصطلاح، می توان گفت که پروتون ‌ها و نوترون ‌ها جرمی تقریبا یکسان دارند و برای آنها وزن 1 واحد جرم اتمی (amu) تعیین شده‌ است. پروتون ها و نوترون های موجود در مرکز یا هسته، جرم اتم را تشکیل می دهند.

پروتون ها و نوترون ها هر دو برابر 1 amu هستند. الکترون ها به ندرت در جرم اتمی یک اتم در نظر گرفته می شوند. بنابراین، جرم اتمی یک اتم برابر است با تعداد کل پروتون ها و نوترون های هسته آن. به عنوان مثال، کربن به طور معمول دارای 6 پروتون و 6 نوترون در هسته اتم های خود است؛ بنابراین جرم اتمی یک اتم کربن برابر با 12 amu است.

ایزوتوپ چیست

اتم های یک عنصر معین گاهی اوقات در جرم اتمی متفاوت هستند. این تفاوت جرم به این دلیل است که تعدادی از اتم ‌های یک عنصر معین از نظر تعداد نوترون‌ هایشان متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال، هیدروژن می تواند دارای اتم هایی با هسته هایی باشد که حاوی 1 پروتون، 1 پروتون و 1 نوترون یا 1 پروتون و 2 نوترون هستند.

گاهی اوقات عناصر می توانند از ایزوتوپ ها یا اتم های همان عنصر تشکیل شوند که تعداد نوترون هایشان متفاوت است. این تفاوت در هسته اتم به این معنی است که ایزوتوپ ها در جرم اتمی خود متفاوت هستند. به عنوان مثال، بور معمولا به شکل دو ایزوتوپ بور-10 و بور-11 در طبیعت یافت می شود. عدد انتهای خط تیره جرم آن اتم بور را نشان می دهد، یعنی بور-10 دارای 5 پروتون و 5 نوترون و بور-11 دارای 5 پروتون و 6 نوترون است. با استفاده از این اطلاعات می توان میانگین جرم اتمی بور را با استفاده از یک فرمول محاسبه کرد.

علاوه بر این، میانگین جرم اتمی یک اتم را می توان با استفاده از طیف سنج جرمی نیز اندازه گیری کرد. برای این کار نمونه ‌ای از یک عنصر را می‌ توان در یک طیف‌ سنج جرمی قرار داد که در آن اتم تبخیر، یونیزه شده و اتم ‌های منفرد را به اطراف محفظه ‌ای می‌ فرستد که توسط یک آهنربای الکتریکی احاطه شده است.

فرمول جرم اتمی میانگین

میانگین جرم اتمی اساسا با جمع کردن تمام جرم اتمی ایزوتوپ ها پس از ضرب هر یک از آنها در فراوانی طبیعی آنها در زمین محاسبه می شود. این میانگین با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود.

جرم اتمی میانگین ​​= M1f1 + M2f2 + M3f3 + M3f3 + … + Mnfn

در این فرمول:

M مخفف جرم اتمی ایزوتوپ خاص عنصر معین است.

F مخفف فراوانی طبیعی ایزوتوپ خاص عنصر داده شده است.