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相对原子质量

(2020-02-15 07:24:13) 百科综合
相对原子质量

相对原子质量

由于原子的实际质量很小,如果人们用它们的实际质量来计算的话那就非常的麻烦,例如一个氢原子的实际质量为1.674×10-27千克,一个氧原子的质量为2.657×10-26千克。一个碳-12原子的质量为1.993×10-26千克。元素的相对原子质量是其各种同位素相对原子质量的加权平均值。元素周期表中最下面的数字为相对原子质量。

基本介绍

  • 中文名:相对原子质量
  • 外文名:Relative atomic mass
  • 别称:相对原子量
  • 提出者:道尔顿
  • 套用学科:化学

定义

相对原子质量(
)是指以一个碳-12原子质量的1/12作为标準,任何一种原子的平均原子质量跟一个碳-12原子质量的1/12的比值,称为该原子的相对原子质量。原子量为质量单位,符号u,它定义为碳12原子质量的1/12。

发展

原子量最早是由英国科学家道尔顿提出来的。他说“同一种元素的原子有相同的重量(weight),不同元素的原子有不同的重量。”因此atomic weight在中文里翻译成了“原子量”。但是当时由于重量和质量(mass)是相同的概念,因此虽然实际中获得的都是原子的相对质量,但仍然称作原子量。
1803年,道尔顿用氢的原子量为1作为相对原子量的基準。
1826年,永斯·贝采利乌斯改为氧原子量的 1/100 为基準;1860年,J.-S.斯塔建议用氧原子量的 1/16 为基準,沿用了很长时间。
1929年,W.F.吉奥克和H.L.江斯登发现天然氧中存在着O、O、O三种同位素,它们在自然界的分布不完全均匀,因此用天然氧作为原子量基準就欠妥。后来物理学界改用O的1/16 作为原子量基準,化学界还沿用原来的基準,从此原子量出现两种标度,1940年国际原子量委员会确定以1.000275作为两种标度的换算因子:物理原子量 = 1.000275 × 化学原子量。存在两种标度必然经常引起混乱。
1959年,在慕尼黑召开的国际纯粹暨套用物理学联合会(International Union of Pure and Applied Physics,简称IUPAP)上,德国J.H.马陶赫建议C=12.0000作为原子量基準,并提交国际纯粹与套用化学联合会考虑,后者于1960年接受这一建议。1961年,在蒙特娄召开的国际纯粹与套用化学联合会上,正式通过这一新基準。1979年,由国际相对原子质量委员会提出原子量的定义。

特点

当我们计算一个水分子质量是多少时,就会发现计算起来极不方便。若是计算其它更複杂的分子质量时那就更麻烦了。因此国际上规定採用相对原子质量和相对分子质量来表示原子、分子的质量关係。相对分子质量在数值上等于摩尔质量,但单位不同。相对分子质量的单位是“1” ,而摩尔质量的单位是g/mol。

国际规定

把一个碳-12原子的质量分为12等份,(碳原子有好几种,其中有一种碳原子它的原子核中含6个质子和6个中子,加起来是12,所以把它称为碳-12。当然还有其它如碳-14等,它含有8箇中子和6个质子加起为14。国际上之所以要选用碳-12而不用碳-14是因为当选用碳-12原子作标準时,其它原子的相对原子质量都接近整数,便于记忆与使用)。那每一份的质量就是:一个原子的质量/(1/12×一个碳-12原子的质量)=一个原子的质量/1.667e-27kg。

计算方法

(1.993e-26)/12=1.667e-27千克。然后再把其它某种原子的实际质量与这个数相比后所得的结果,这个结果的数值就叫做这种原子的相对原子质量。如氧原子的相对原子质量求法为:(2.657e-26)/(1.667e-27)=16(约),即氧原子的相对原子质量约为16,我们在计算时就採用16。这样就要简便得多。
其它原子的相对原子质量也是按相同的方法计算的。
相对原子质量的国际基本单位是1。
相对原子质量的概念是以一种碳原子(原子核内有6个质子和6个中子的一种碳原子即C-12)的质量的1/12(约1.667e-27kg)作为标準,其它原子的质量跟它的比值,就是这种原子的相对原子质量。
该原子一个原子的实际质量(kg)=该原子的相对原子质量x一个碳-12原子实际质量的1/12(kg)ne。
1mol物质的质量叫做该物质的摩尔质量,单位一般为g/mol。
一种原子(分子,离子)的摩尔质量在数值上等于其相对原子质量(式量),但请注意:只有当该原子、分子、离子的摩尔质量的单位为g/mol时,才符合本规律。
公式
由“原子的质量主要集中在原子核上”
可以得到计算相对原子质量的推导公式:
相对原子质量
=某种原子的质量/一种碳原子质量的(1/12)
=原子核质量+核外电子质量/[(1/12]mC
≈原子核质量/(1/12)mC
=质子的质量+中子的质量/(1/12)mC
=[质子数*一个质子的质量+中子数*一个中子的质量]/(1/12)mC
=[质子数*(1/12)mc+中子数*(1/12)mC]/(1/12)mC
=质子数+中子数
注释:
①:质量
②:碳原子元素符号
③:质子和中子的质量大约相等,且质子的质量大约为碳原子质量的1/12,故得出此公式.
相对原子质量≈质子数+中子数(不能作为计算公式)。
符号:
概念与元素氩(Ar)不能混淆。
相似算法
相对原子质量≈质子数+中子数(不可作为公式)

质量概念

2011年国际标準相对原子质量
原子序数元素名称化学符号相对原子质量注脚脚注
1
hydrogen 氢
H
[1.007 84; 1.008 11]
m
2
helium 氦
He
4.002 602(2)
g r
3
lithium 锂
Li
[6.938; 6.997]
m
4
beryllium 铍
Be
9.012 182(3)
5
boron 硼
B
[10.806; 10.821]
m
6
carbon 碳
C
[12.0096; 12.0116]
7
nitrogen氮
N
[14.006 43; 14.007 28]
8
oxygen 氧
O
[15.999 03; 15.999 77]
9
fluorine 氟
F
18.998 4032(5)
10
neon 氖
Ne
20.1797(6)
g m
11
sodium 钠
Na
22.989 769 28 (2)
12
magnesium镁
Mg
24.3050(6)
13
aluminium (aluminum) 铝
Al
26.981 538 6 (8)
14
silicon硅
Si
[28.084; 28.086]
15
phosphorus 磷
P
30.973 762(2)
16
sulfur 硫
S
[32.059; 32.076]
17
chlorine 氯
Cl
[35.446; 35.457]
m
18
argon 氩
Ar
39.948(1)
g r
19
potassium 钾
K
39.0983(1)
20
calcium 钙
Ca
40.078(4)
g
21
scandium 钪
Sc
44.955 912(6)
22
titanium 钛
Ti
47.867(1)
23
vanadium 钒
V
50.9415(1)
24
chromium 铬
Cr
51.9961(6)
25
manganese 锰
Mn
54.938 045(5)
26
iron 铁
Fe
55.845(2)
27
cobalt 钴
Co
58.933 195(5)
28
nickel 镍
Ni
58.6934(4)
r
29
copper 铜
Cu
63.546(3)
r
30
zinc 锌
Zn
65.38(2)
r
31
gallium 镓
Ga
69.723(1)
32
germanium 锗
Ge
72.63(1)
33
arsenic 砷
As
74.921 60(2)
34
selenium 硒
Se
78.96(3)
r
35
bromine 溴
Br
79.904(1)
36
krypton 氪
Kr
83.798(2)
g m
37
rubidium 铷
Rb
85.4678(3)
g
38
strontium 锶
Sr
87.62(1)
g r
39
yttrium 钇
Y
88.905 85(2)
40
zirconium 锆
Zr
91.224(2)
g
41
niobium 铌
Nb
92.906 38(2)
42
molybdenum 钼
Mo
95.96(2)
g
43
technetium* 鎝
Tc
44
ruthenium 钌
Ru
101.07(2)
g
45
rhodium 铑
Rh
102.905 50(2)
46
palladium 钯
Pd
106.42(1)
g
47
silver 银
Ag
107.8682(2)
g
48
cadmium 镉
Cd
112.411(8)
g
49
indium 铟
In
114.818(3)
50
tin 锡
Sn
118.710(7)
g
51
antimony 锑
Sb
121.760(1)
g
52
tellurium 碲
Te
127.60(3)
g
53
iodine 碘
I
126.904 47(3)
54
xenon 氙
Xe
131.293(6)
g m
55
caesium (Cesium) 铯
Cs
132.905 451 9 (2)
56
barium 钡
Ba
137.327(7)
57
lanthanum 镧
La
138.905 47(7)
g
58
cerium 铈
Ce
140.116(1)
g
59
praseodymium 鐠
Pr
140.907 65(2)
60
neodymium 钕
Nd
144.242(3)
g
61
promethium* 鉕
Pm
62
samarium 钐
Sm
150.36(2)
g
63
europium 铕
Eu
151.964(1)
g
64
gadolinium 釓
Gd
157.25(3)
g
65
terbium 鋱
Tb
158.925 35(2)
66
dysprosium 镝
Dy
162.500(1)
g
67
holmium 鈥
Ho
164.930 32(2)
68
erbium 铒
Er
167.259(3)
g
69
thulium 銩
Tm
168.934 21(2)
70
ytterbium 镱
Yb
173.054(5)
g
71
lutetium 鑥
Lu
174.9668(1)
g
72
hafnium 铪
Hf
178.49(2)
73
tantalum 钽
Ta
180.947 88(2)
74
tungsten 钨
W
183.84(1)
75
rhenium 铼
Re
186.207(1)
76
osmium 锇
Os
190.23(3)
g
77
iridium 铱
Ir
192.217(3)
78
platinum 铂
Pt
195.084(9)
79
gold 金
Au
196.966 569(4)
80
mercury 汞
Hg
200.59(2)
81
thallium 铊
Tl
[204.382; 204.385]
82
lead 铅
Pb
207.2(1)
g r
83
bismuth 铋
Bi
208.980 40(1)
84
polonium* 钋
Po
85
astatine* 砹
At
86
radon* 氡
Rn
87
francium* 鍅
Fr
88
radium* 镭
Ra
89
actinium* 锕
Ac
90
thorium* 钍
Th
232.038 06(2)
g
91
protactinium* 鏷
Pa
231.035 88(2)
92
uranium* 铀
U
238.028 91(3)
g m
93
neptunium* 鎿
Np
94
plutonium* 钸
Pu
95
americium* 鎇
Am
96
curium* 锔
Cm
97
berkelium* 錇
Bk
98
californium* 鐦
Cf
99
einsteinium* 鑀
Es
100
fermium* 镄
Fm
101
mendelevium* 钔
Md
 202
102
nobelium* 鍩
No
103
lawrencium* 鐒
Lr
104
rutherfordium*鑪
Rf
105
dubnium*釒杜
Db
106
seaborgium*釒喜
Sg
107
bohrium*釒波
Bh
108
hassium*釒黑
Hs
109
meitnerium*釒麦
Mt
110
darmstadtium*鐽
Ds
111
roentgenium*錀
Rg
112
copernicium*鎶
Cn
113
ununtrium*
Uut
114
Flerovium*鈇
Fl
115
ununpentium*
Uup
116
Livermorium*鉝
Lv
118
ununoctium*
Uuo
以下是翻译为中文的上表附注:
*这些是没有稳定同位素的元素. 一个或多个已知同位素已列在“参考资料”中的“Table 3”中,并给出了合适的相对原子质量和半衰期。然而,三个元素(钍、鏷、铀)有确定的特徵性地表同位素成分,所以这些元素的原子量也被列入上表。

常用原子量

通常国中和高中所用到的都是整数或最多一位小数点附下表:
核电荷数元素名称元素符号相对原子质量
1
H
1
2
He
4
6
C
12
7
N
14
8
O
16
9
F
19
10
Ne
20
11
Na
23
12
Mg
24
13
Al
27
14
Si
28
15
P
31
16
S
32
17
Cl
35.5(只能写成35.5
18
Ar
40
19
K
39
20
Ca
40
25
Mn
55
26
Fe
56
29
Cu
63.5(可写64或63.5
30
Zn
65
47
Ag
108
53
I
127
56
Ba
137
78
Pt
195
79
Au
197
80
Hg
201

定义区别

相对原子质量与原子的质量区别
原子的质量是原子的实际存在的物质的多少,是实际质量或称为真实质量,相对原子质量是以C原子质量的1/12为标準来表示物质质量多少的相对质量.原子质量的单位是kg,相对原子质量的单位是1.原子的质量主要集中在原子核上.
构成原子的三种粒子中,1个质子和1箇中子的质量跟相对原子质量的标準(即一个碳12原子质量的1/12)相比,均约等于1,电子的质量很小,可以忽略不计,故原子的质量主要集中在质子和中子(即原子核)上,因此:相对原子质量≈质子数+中子数.

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