جرم اتمی

                                               مطلب. جرم اتمی

همانطور که می دانیم انسان برای سهولت در محاسبات وکارها واحدهای را برای خود پیش بینی نموده است.برای مثال یک میله از جنس پلاتین- ایریدیم را برای اندازه گیری طول واحد خود قرار داده وآن را متر نامیده است.اگر اتاقی که در آن هستیم 5متر باشد بدین مفهوم است که طول اتاق 5 برابرطول میله مذکور است.یا برای انداره گیری جرم نیز یک تکه فلزراواحد خود قرارداده اند وآن را کیلوگرم نامیده اند.اگر مقداری سیب را در یک کفه ترازو بگذاریم و2 تا از این فلزها را در کفه دیگر قرار بدهیم.می گوییم جرم این سیب ها 2دوتا از این وزنه ها است چون این وزنه ها را کیلوگرم نامیده ایم به جای اینکه بگوییم جرم  این سیب ها  2تا وزنه می باشد می گوییم 2 کیلوگرم است.متوجه شدیم كه براي اندازه گيري هايمان بايد يكايي(واحد) داشته باشيم تا اندازه گيري هايمان رانسبت به انجام دهيم.در ابتدا برای اندازه گیری جرم اتمی واحد مشخصی وجود نداشت.شیمیدانان جرم اتم ها را نسبت به هم می سنجیدند.برای نمونه اندازه گیری های بدین صورت انجام داده بودند: جرم  اتم اکسیژن 33/1 بربراتم کربن وجرم یک اتم کلسیم 5/2برابرجرم اتم اکسیژن و... . کار با چنین داده ها ی مشکل است.برای اولین بار دالتون یک عنصر را به عنوان مقیاس انتخاب کرد آن عنصر هیدروژن بود.او عدد 1 را به آن نسبت داد وهمه عناصر را نسبت به هیدروژن اندازه گیری کرد.بعد از مدتی شیمیدانان اکسیژن طبیعی را به عنوان استاندارد(مقیاس)انتخاب نمودند.استانداردی که امروزه مورد  استفاده قرار می گیرند ¹² C  است که فراوانترین ایزوتوپ کربن می باشد.این اتم در هسته خود 6 پروتون و6نوترون دارد.برای نمونه اتم اکسیژن 33/1 برابراتم کربن 12است.این مقیاس نیز مشکلی داردچون نسبی است ویکایی ندارد.ازاینرو شیمیدانان کربن 12به صورت 12 قسمت  مساوی در نظر گرفتند.

ویک قسمت آن را به عنوان یکا(واحد) برگزیدند.وآن را amu(atomic mass unit) به مفهوم واحد(unit) جرم(mass) اتمی(atomic)نامیدند.با توجه به این یکا خود کربن amu12واکسیژن amu16 است یعنی اتم اکسیژن 16 برابر12/1 کربن 12.برای نمونه اگر یک ترازو فرضی را در نظر بگیریم اگر در یک کفه این ترازو فرضی اتم اکسیژن قراردهیم باید در کفه دیگر 16 تااز آن تکه های 12/1کربن 12را قرار دهیم!!!

جرم اتمی میانگین :

اگر بخواهیم میانگین جرم 10 لیوان را بدست آوریم که 6عددآن 100گرم و4عددآن120گرم است جرم همه

آنها رابا هم جمع وبر تعدادآن تقسیم می کنیم.

گرم108=10/120+120+120+120+100+100+100+100+100+100=میانگین جرم

اما به جای این کار بهتر است از فراوانی آنها استفاده کنیم وبه جای    (120+120+120+120)،(120×4)وبه جای (100+100+100+100+100+100)،(100×6)که 4و6به ترتیب تعداد(فراوانی)لیوانهای 120گرمی و100گرمی است راقراردهیم.

108=10/(100×6 )(120×4)=میانگین جرم

درمورد بعضی از عناصر به علت اینکه چندین ایزوتوپ (دواتم که عدداتمی Z (تعدادپروتون ها)یکسان وعددجرمی A(مجموع نوترون ها وپروتون ها)متفاوت دارند)دارند باید جرم میانگین آنها را بدست آوریم وچون فراوانی این ایزوتوپ ها یکسان نیست.باید ازروش دوم برای بدست آوردن جرم میانگین آنها استفاده نمود.

...+M_av=M₁a₁+M₂a₂+…./a₁+a₂

 (جرم اتمی میانگین)M_av=

(جرم اتم 1)M₁=

(جرم اتم 2)M₂=

(فراوانی اتم 2)a₁=

(فراوانی اتم 2)a₂=

مثال : جرم میانگینRe ¹⁸⁵  بادرصد فراوانی62%و    Re ¹⁸⁷  با درصد فراوانی38%راحساب کنید؟

M_av=M₁a₁+M₂a₂+…./a₁+a_2+….

M_{av=(185×62)+(187×38)/100=185.76}

چه فرقي بين عدد جرمي وجرم اتمي وجود دارد:

عدد جرمي از تعدادبحث مي كنديعني مجموع تعدادپروتون ها ونوترون ها است اما جرم اتمي در مورد جرم است يعني جرم يك اتم برحسب واحد amuاست.

ولي چون جرم يك  پروتون ويا نوترون يك نوترون تقريباً 1amuاست از روي عددجرمي مي توان جرم اتمي را تخمين زد.براي مثال يكي از ايزوتوپهاي Li، 3پروتون و4 نوترون دارد.پس مي توان گفت كه جرم اين اتم تقريباً ۷amuاست.