Egy atom tömege Második szintű kémia tanfolyam

Második szintű kémia tanfolyam - Az anyag felépítése és átalakulása - 1. rész: a makroszkopikus skálától a mikroszkopikus skáláig - B) Az anyag modellezése mikroszkopikus skálán - Az atom magja, tömegének székhelye és azonossága

tanfolyam

A nukleonok tömege

A nukleonok az atommagokat alkotó részecskék, kétféle: proton és neutron.

A proton pontos tömege mproton = 1,6726231 x 10 -27 kg (forrás IUPAC)
A neutron pontos tömege mneutron = 1,674 9286 x 10 -27 kg (forrás IUPAC)

A protonnak és a neutronnak nagyon közeli a tömege, de mégsem teljesen egyenlő, ha valaki megelégszik azzal, hogy ezt a két tömeget három jelentős számmal fejezi ki, akkor megteheti azt a közelítést, hogy közös értéke 1, 67 x 10 -27 kg.

Emlékezhetünk arra, hogy egy nukleon (proton vagy neutron) tömege megközelítőleg:

min = 1,67x10 -27 kg

Atommag tömege

Az atommag tömege kiszámítható az összes komponens tömegének összeadásával: neutronok és protonok.
A magban lévő protonok száma megfelel a Z atomszámnak, míg a neutronok száma a tömegszám és az atomszám (A-Z) közötti különbségnek felel meg. Ezért az atommag pontos tömegét kiszámíthatjuk az alábbiak kiszámításával:

matome = Z x mproton + (A-Z) x mneutron

Ez a számítás egyszerűsíthető, ha azt a közelítést végezzük, hogy a neutronok és a protonok tömege azonos (lásd az előző bekezdést). Ebben az esetben a mag teljes tömege megfelel a tömeg szám szorzatának egy nukleon tömegével:

  • matome az atom tömege (kg-ban)
  • Tömegszám
  • mn = 1,67x10 -27 kg, egy nukleon tömege

Példák

  • A szén 12 izotóp magtömege (A = 12):
    mnC = A x mn
    mnC = 12 x 1,67x10-27
    mnC = 2,00,10-26 kg
  • Az urán-235-izotóp (A = 235) magtömege:
    mnU = A x mn
    mnU = 235 x 1,67x10 -27
    mnU = 3,92,10 -25 kg

Elektronok tömege

Az elektron pontos tömege:

me = 9,109 3897 x 10 -31 kg

Az elektronikus menet tömege

Mivel egy atom elektromosan semleges, az elektronok negatív töltése és a mag pozitív töltése kompenzálja egymást. Ezért annyi elektron van egy atomban, ahány proton van, és a Z atomszám is megfelel az elektronok számának.

Az atom elektronikus menetének "m" tömege tehát ennek az atomnak az elektron tömegével számított szorzatának szorzata:

  • mcort az elektronikus menet tömege (kg-ban)
  • Z az atom atomszáma
  • me az elektron tömege (me = 9,109 3897 x 10 -31 kg)