원자량은 특정 화학 원소의 원자 수의 평균 중량이다. 문자 그대로 각각의 의미는 다르지만 원자 질량으로 알려져 있고 서로 바꿔서 사용할 수 있습니다.
물리학에서 '무게'라는 용어는 뉴턴과 같은 힘의 단위로 표현되는 중력장에 가해지는 힘을 의미합니다. 그러나 1908 년 이후로 원자량이라는 용어가 사용되었으며, 오늘날에는 상대적 원자량으로 더 잘 알려져 있습니다. 즉, 동의어입니다.
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원자는 같은 원소라도 너무 작고 풍부하고 다르기 때문에 질량과 같은 물리적 크기를 할당하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 시간이 지남에 따라 화학 원소의 무게 또는 원자 질량을 나타내는 단위의 선택이 달라졌습니다.
처음에는 가장 작은 원자의 질량 인 수소 원자 (H)가 원자 질량 단위로 선택되었습니다. 나중에 천연 산소 1/16의 원자 질량 단위로 변경되었으며, 더 가벼운 동위 원소 16 O 가 선호되었습니다 .
1961 년 이후 탄소 원자 (C)의 중요성 때문에 원자량을 동위 원소 C-12로 나타내도록 선택되었습니다. 또한 C 원자는 유기 화학 및 생화학의 핵심 또는 핵심 화학 요소입니다.
원자량은 얼마입니까?
원자량 (AP)은 화학 원소를 구성하는 천연 동위 원소 질량의 평균 무게입니다. 이 용어는 각 화학 원소의 원자가 소유하는 상대 원자 질량을 나타냅니다.
서두에서 언급했듯이 원자량이라는 용어는 전통적으로 사용되지만 실제로는 원자량입니다. 1961 년 이후 Carbon-12 원자를 기준으로 상대 원자량의 척도에 12라는 값이 채택되었습니다.
그렇다면 원자 질량은 무엇입니까? 원자가 가진 양성자와 중성자의 합이며, 전자가 기여하는 질량은 무시할 수 있습니다. 예를 들어, 수소 (H)의 원자 질량은 1.00974 Da이고 마그네슘 (Mg)의 원자 질량은 24.3050 Da입니다.
이는 Mg 원자가 H 원자보다 무겁다는 것을 의미합니다. 일부 화학 원소의 무게 또는 원자 질량 값이 필요한 경우 주기율표를 참조하여 얻을 수 있습니다.
단위
원자 무게의 첫 번째 단위 중 하나 인 amu는 산소 원자 무게의 1/16 (0.0625)로 표시됩니다.
이 단위는 1912 년 원소의 천연 동위 원소가 발견되면서 바뀌 었습니다. 따라서 동위 원소는 더 이상 무시할 수 없습니다.
현재 원자 질량 또는 달톤의 표준 단위는 12 C 동위 원소 원자 무게의 1/12이며 13 C 및 14 C 보다 안정적이고 풍부합니다 .
표준화 된 원자 질량 단위는 핵 (양성자 또는 중성자)의 질량이며 1g / mol과 같습니다. 이 통합 또는 표준화는 12 개의 원자 질량 단위가 할당 된 C-12 원자로 수행되었습니다.
따라서 상대 원자량이나 원자량은 현재 원자 1 몰당 그램으로 표현할 수 있습니다.
원자량은 어떻게 계산됩니까?
원자량을 결정하려면 먼저 동위 원소의 원자 질량을 계산해야합니다. 이는 특정 원자가 가진 양성자와 중성자의 수를 합한 것입니다.
전자의 수는 중성자와 양성자의 질량에 비해 무시할 수 있기 때문에 고려되지 않았습니다.
동일한 원소의 각 동위 원소에 대해서도 마찬가지입니다. 그런 다음 자연 존재비를 알면 모든 동위 원소의 가중 평균 원자 질량은 m ∙ A (m = 원자 질량, A는 존재비를 100으로 나눈 값)를 더하여 계산됩니다.
예를 들어, 93 %가 56 Fe이고 5 %가 54 Fe이고 나머지 2 %가 57 Fe 인 철 원자 클러스터가 있다고 가정합니다 . 원자 질량은 이미 왼쪽 상단 모서리에 표시되어 있습니다. 화학 기호. 다음 계산 :
56 (0.93) + 54 (0.05) + 57 (0.02) = 55.92g / mol Fe 원자
이 클러스터에서 철의 원자량은 55.92입니다. 하지만 나머지 지구 전체 또는 나머지 우주는 어떻습니까? 클러스터에는 3 개의 동위 원소 만 있으며, 지구를 고려하면 풍부도가 변하며 더 많은 동위 원소를 사용할 수 있고 계산이 더 복잡해집니다.
고려 사항
주기율표에보고 된 원소의 원자량을 계산하려면 다음 사항을 고려해야합니다.
-같은 화학 원소의 성질에 존재하는 동위 원소. 중성자의 수가 다른 동일한 화학 원소의 원자는 해당 화학 원소의 동위 원소입니다.
-각 동위 원소에서 얻은 샘플에서 각각의 원자 질량을 고려합니다.
-자연에서 발견되는 샘플의 특정 원소에 대한 각 동위 원소의 상대적 풍부도 또한 중요합니다.
-단일 원자 단독 또는 원소의 천연 샘플에 존재하는 원자량 값을 찾을 수 있습니다. 또는 동일한 원소의 동위 원소의 경우 원자 그룹의 표준 또는 평균 원자량을 결정합니다.
-화학 원소의 표준 원자량을 결정하기 위해 동일한 원소의 하나 이상의 동위 원소를 고려했습니다.
-안정된 동위 원소가없고 아직 표준화 된 원자량을 갖지 않는 프랑슘 (Fr)과 같은 일부 화학 원소가 있습니다.
예
화학 원소 주기율표를 참조하여 화학 원소의 원자량을 찾을 수 있습니다. 즉, 모든 안정 동위 원소를 고려하여 계산 된 것입니다 (그 이유 때문에 일반적으로 소수 자리가 많습니다).
수소의 원자 번호 (H)는 양성자의 수와 같은 1과 같습니다. H의 원자량은 1.00794 u ± 0.00001 u의 값을 갖는 모든 원소 중 최소값입니다.
붕소의 경우 원자량은 자연에서 얻은 두 개의 동위 원소를 기준으로 결정되었으며 그 값은 10,806에서 10,821 사이입니다.
자연에 동위 원소가없는 비 천연 또는 합성 원소의 경우 표준 원자량은 없습니다. 프란 슘 (Fr), 폴로늄 (Po), 라돈 (Ra) 등의 다른 화학 원소를 예로들 수 있습니다.
이 경우 원자량은이 원소의 양성자와 중성자의 수의 합으로 제한됩니다.
원자량 값은 괄호 안에 표시되며 이는 표준화 된 원자량이 아님을 의미합니다. 특정 원소의 동위 원소가 더 많이 발견되면 표준 원자량의 값조차도 변하기 쉽습니다.
참고 문헌
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