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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1.674×10千克,一个氧原子的质量为2.657×10千克。一个碳-12原子的质量为1.993×10千克。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。 [1]

相对原子质量(

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准。

1826年,永斯贝采利乌斯改为氧原子量的 1/100 为基准;1860年,J.-S.斯塔建议用氧原子量的 1/16 为基准,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准就欠妥。后来物理学界改用O的1/16 作为原子量基准,化学界还沿用原来的基准,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应用物理学联合会(International Union of Pure and Applied Physics,简称IUPAP)上,德国J.H.马陶赫建议C=12.0000作为原子量基准,并提交国际纯粹与应用化学联合会考虑,后者于1960年接受这一建议。1961年,在蒙特利尔召开的国际纯粹与应用化学联合会上,正式通过这一新基准。1979年,由国际相对原子质量委员会提出原子量的定义。

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。若是计算其它更复杂的分子质量时那就更麻烦了。因此国际上规定采用相对原子质量和相对分子质量来表示原子、分子的质量关系。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。

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个中子和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原子作标准时,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/1.667ekg。

(1.993e)/12=1.667e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)/(1.667e)=16(约),即氧原子的相对原子质量约为16,我们在计算时就采用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1.667ekg)作为标准,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:

相似算法

相对原子质量≈质子数+中子数(不可作为公式)

2011年国际标准相对原子质量

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* 锝

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 镨

Pr

140.907 65(2)

60

neodymium 钕

Nd

144.242(3)

g

61

promethium* 钷

Pm

62

samarium 钐

Sm

150.36(2)

g

63

europium 铕

Eu

151.964(1)

g

64

gadolinium 钆

Gd

157.25(3)

g

65

terbium 铽

Tb

158.925 35(2)

66

dysprosium 镝

Dy

162.500(1)

g

67

holmium 钬

Ho

164.930 32(2)

68

erbium 铒

Er

167.259(3)

g

69

thulium 铥

Tm

168.934 21(2)

70

ytterbium 镱

Yb

173.054(5)

g

71

lutetium 镥

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* 钫

Fr

88

radium* 镭

Ra

89

actinium* 锕

Ac

90

thorium* 钍

Th

232.038 06(2)

g

91

protactinium* 镤

Pa

231.035 88(2)

92

uranium* 铀

U

238.028 91(3)

g m

93

neptunium* 镎

Np

94

plutonium* 钚

Pu

95

americium* 镅

Am

96

curium* 锔

Cm

97

berkelium* 锫

Bk

98

californium* 锎

Cf

99

einsteinium* 锿

Es

100

fermium* 镄

Fm

101

mendelevium* 钔

Md

102

nobelium* 锘

No

103

lawrencium* 铹

Lr

104

rutherfordium*

Rf

105

dubnium*钅杜

Db

106

seaborgium*钅喜

Sg

107

bohrium*钅波

Bh

108

hassium*钅黑

Hs

109

meitnerium*钅麦

Mt

110

darmstadtium*

Ds

111

roentgenium*

Rg

112

copernicium*

Cn

113

ununtrium*

Uut

114

Flerovium*

Fl

115

ununpentium*

Uup

116

Livermorium*

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、镤、铀)有确定的特征性地表同位素成分,所以这些元素的原子量也被列入上表。

通常初中和高中所用到的都是整数或最多一位小数点附下表:

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

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为标准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个中子的质量跟相对原子质量的标准(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. [3]


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