Wir definieren die Atommasse eines chemischen Elements als die gewichtete Durchschnittsmasse aller natürlich vorkommenden Isotope desselben Elements. Diese Berechnung erfolgt unter Berücksichtigung seiner natürlichen Verbreitung (Prozentsatz) in der Erdkruste und Atmosphäre.
Diese Masse ist diejenige, die im Periodensystem von D. Mendeleev aufgeführt ist und in stöchiometrischen Berechnungen verwendet wird.
Es ist wichtig, zwischen der Massenzahl und der Ordnungszahl zu unterscheiden. Die Massenzahl ist die Summe der Protonen und Neutronen im Atomkern, während die Ordnungszahl die Anzahl der Protonen im Atomkern ist. Die relative Atommasse basiert auf der Massenzahl der Isotope eines Elements.
Maßeinheiten der Atommasse
Die Atommasse wird in einheitlichen Atommasseneinheiten (u) oder Dalton (Da) ausgedrückt. Obwohl das Kilogramm (kg) die Masseneinheit des Internationalen Systems (SI) ist
In der Chemie wird die Einheit Atommasse verwendet, da die Massen einzelner Atome äußerst klein und im Rahmen chemischer Reaktionen schwer zu handhaben sind.
Masse größer als ein Atom
Nicht alle Isotope desselben Elements haben die gleiche Masse, da sie nicht die gleiche Massenzahl haben, die sich aus der Summe von Protonen und Neutronen ergibt. Neben der Masse der Differenz der Protonen- und Neutronenzahl kommt noch die Masse hinzu, die von der Bindungsenergie dieser Teilteilchen abhängt.
Die Differenz zwischen der Masse des Isotops und seiner Massenzahl wird als Überschussmasse bezeichnet (normalerweise ausgedrückt in Me eV). Dieser Wert kann entweder positiv oder negativ sein.
Verwechseln Sie die Massenzahl nicht mit der Ordnungszahl, die lediglich die Anzahl der Protonen in einem Kern angibt.
Relative Atommasse
Die relative Atommasse wird relativ zu einem Standard definiert, bei dem es sich um das Isotop von Kohlenstoff-12 handelt. Es wird festgestellt, dass die relative Masse eines Elements das Verhältnis zwischen der Masse des Elements und 1/12 der Masse des Kohlenstoff-12-Isotops ist. Kohlenstoff-12 wird als Standard gewählt, da es eine Masse von 12 einheitlichen Atommasseneinheiten (u) oder 12 Dalton (Da) hat.
Dieses Konzept der relativen Masse gibt an, wie oft die Masse eines bestimmten Elements größer ist als die Atommasse eines anderen Elements, genommen als Masseneinheit.
Seine Verwendung ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass es sich bei der absoluten Masse um eine äußerst geringe Menge handelt, die schwierig zu handhaben ist. Daher ist es in der Chemie viel bequemer, diesen relativen Wert zu verwenden.
Diese nicht systemische Maßeinheit für die Masse wird nach John Dalton Unified Atomic Mass Unit (u) oder Dalton (Da) genannt.
Beispiele für Atommassen
Hier sind einige Beispiele für Atommassen einiger Elemente im Periodensystem:
| Chemisches Element | Atommasse (u) |
|---|---|
|
Kohlenstoff |
12.0107 |
|
Wasserstoff |
1.00784 |
|
Sauerstoff |
15.999 |
|
Chlor |
35.453 |
|
Schwefel |
32.06 |
|
Stickstoff |
14.00674 |
|
Natrium |
22.98977 |
Wozu dient die Atommasse?
Hier sind einige Gründe, warum die Atommasse wichtig ist:
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Stöchiometrische Berechnungen: werden verwendet, um die quantitativen Beziehungen zwischen Reaktanten und Produkten in einer chemischen Reaktion zu bestimmen.
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Zusammensetzung von Verbindungen: Ermöglicht die Bestimmung der Zusammensetzung chemischer Verbindungen. Wenn man die Atommassen der in einer Verbindung vorhandenen Elemente kennt, kann man das Verhältnis berechnen, in dem sie sich verbinden.
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Bestimmen von Molekülformeln: Durch den Vergleich der relativen Massen der Elemente in einer Verbindung können Sie das Verhältnis der Atome ableiten und die entsprechende Molekülformel schreiben.
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Gasstöchiometrie: Bei der Untersuchung von Gasen wird die Atommasse verwendet, um Volumen- und Massenberechnungen unter bestimmten Bedingungen durchzuführen, beispielsweise dem idealen Gasgesetz. Es ermöglicht, die Masse und das Volumen von Gasen mit ihrer Molmasse und ihrem Molvolumen in Beziehung zu setzen.
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Chemische Analyse: Damit ist es möglich, die Menge eines in einer Probe vorhandenen Stoffes zu bestimmen. Der Zusammenhang zwischen der Masse eines Stoffes und der Stoffmenge ergibt sich aus der Atommasse.