جرم اتمی میانگین

جرم اتمی میانگین – شیمی دهم (۱)

زمان مطالعه: ۴ دقیقه

با سلام و احترام خدمت شما مخاطبین عزیز وبلاگ بین جو (Binjo)، در این مقاله قصد داریم با زبانی ساده و قابل درک، به مبحث جرم اتمی میانگین از کتاب شیمی دهم (۱) رشته ریاضی و تجربی بپردازیم. این آموزش به شکلی است که مبحث جرم اتمی میانگین تا مدت‌های طولانی در ذهن شما باقی بماند. در واقع هدف ما از این آموزش، امتحان نیست بلکه یادگیری است.

در اینجا نیاز است که از مفاهیم ارائه شده در مقاله ایزوتوپ یا هم مکان که خدمتتان ارائه شده بود، استفاده کنیم. پس اگر این مقاله مطالعه نکرده‌اید، ابتدا آن را مطالعه کرده و سپس به این مقاله رجوع کنید.

ایزوتوپ چیست‌؟

اتم‌هایی با عدد اتمی مشخص ولی با جرم‌های متفاوت را ایزوتوپ می‌نامند. در واقع ایزوتوپ‌‌ها اتم‌هایی با عدد اتمی یکسان ولی با تعداد نوترون‌های متفاوت هستند (در این خصوص به مقاله ساختار هسته اتم – فیزیک دوازدهم مراجعه کنید). پس تفاوت ایزوتوپ‌ها در تعداد نوترون‌های آن‌ها است. ایزوتوپ‌ها در خواص شیمیایی مشابه ولی در خواص فیزیکی (مانند چگالی)، به دلیل تفاوت جرم آن‌ها، تفاوت‌هایی وجود دارد.

به عنوان مثال در طبیعت از اتم کلر دو ایزوتوپ \(_{۱۷}^{۳۵}\textrm{Cl}\) و \(_{۱۷}^{۳۷}\textrm{Cl}\) وجود دارد. یا به عنوان مثالی دیگر، اتم هیدروژن دارای سه نوع ایزوتوپ به صورت \(_{۱}^{۱}\textrm{H}\) و \(_{۱}^{۲}\textrm{D}\) و \(_{۱}^{۳}\textrm{T}\) که به ترتیب پروتیم (هیدروژن معمولی)، دوتریم (هیدروژن با یک نوترون) و تریتیم (هیدروژن با دو نوترون) نام دارند.

در ایزوتوپ اول کلر، ۱۷ پروتون و ۱۸ نوترون و در ایزوتوپ دوم ۱۷ پروتون و ۲۰ نوترون وجود دارد. همان طور که مشخص است، طبق مطالبی که در بالا نیز گفته شد، این دو ایزوتوپ عدد اتمی (تعداد پروتون) برابری داشتند ولی تفاوت آن‌ها در تعداد نوترون (ایزوتوپ دوم ۲ نوترون بیشتر دارد) می‌باشد.

جرم اتمی میانگین

جرم اتمی میانگین

در طبیعت، از یک نوع اتم ممکن است چند ایزوتوپ داشته باشیم، به همین دلیل برای محاسبه جرم اتمی‌، باید تمامی ایزوتوپ‌های یک اتم که در طبیعت موجود است را نیز در نظر بگیریم.

برای محاسبه جرم اتمی میانگین نیاز است که مقدار فراوانی هر کدام از ایزوتوپ‌های موجود در طبیعت برای هر اتم را بدانیم. در این صورت است که امکان محاسبه جرم اتمی میانگین را خواهیم داشت. این مقدار فراوانی ممکن است به روش‌های مختلفی یا واحد‌های متفاوتی به شما داده شوند‌، پس شما باید این قابلیت را داشته باشید تا این مقادیر و واحد‌ها را از هم تشخیص دهید.

ساده‌ترین نوع مقدار فراوانی، فراوانی درصدی است. اگر به شما درصد فراوانی هر ایزوتوپ را داده باشند شما به راحتی قادر خواهید بود جرم اتمی میانگین را محاسبه کنید.

در ادامه‌، چند نمونه از مقدار فراوانی را معرفی خواهیم کرد تا شما با مدل های مختلف آشنا شده و در هنگام مواجهه با مسائل مربوط به جرم اتمی میانگین دچار سردرگمی نشده و بتوانید به راحتی این مسائل را حل کنید.

مقدار فراوانی هر ایزوتوپ

  1. نمایش درصدی
  2. نمایش تعداد واحد از کل
  3.  نمایش جدولی

فرمول کلی محاسبه جرم اتمی میانگین

برای محاسبه جرم اتمی میانگین با هر نوع مقدار فراوانی، از فرمولی که در ادامه خواهیم گفت استفاده می‌شود. پس این فرمول را حتما به خاطر بسپارید تا مسائل مربوط به این مبحث را به خوبی پشت سر بگذارید.

جرم اتمی ایزوتوپ i ام\(m_{i}=\)

فراوانی ایزوتوپ i ام\(f_{i}=\)

\(\huge \frac{(m_{1}*f_{1})+(m_{2}*f_{2})+…+(m_{i}*f_{i})}{f_{1}+f_{2}+…+f_{i}}\)=جرم اتمی میانگین

روش اول : نمایش درصدی

در این روش نمایش مقدار فراوانی، درصد فراوانی هر ایزوتوپ را ارائه می‌دهند و با استفاده از این درصد‌ها و مقدار کل که در حالت نمایش درصدی ۱۰۰ می‌باشد می توان جرم اتمی میانگین یک اتم را به دست آورد.

برای مثال درصد فراوانی هر یک از ایزتوپ‌های پایدار کلر به این صورت است.

درصد فراوانی  \(_{۱۷}^{۳۵}\textrm{Cl}\)   —>   ۷۵.۷۸ ٪

درصد فراوانی   \(_{۱۷}^{۳۷}\textrm{Cl}\)   —>   ۲۴.۲۲ ٪

در این روش برای جایگذاری در فرمول، به جای مقدار فراوانی از درصد فراوانی استفاده می‌کنیم و در مخرج کسر نیز از ۱۰۰ استفاده می‌کنیم و به این صورت جرم اتمی میانگین را محاسبه می‌کنیم.

روش دوم : نمایش تعداد واحد از کل

در این روش عددی برای فراوانی هر ایزوتوپ در نظر گرفته می‌شود و در مخرج کسر نیز مجموع این اعداد استفاده می‌شود.

برای مثال مقدار فراوانی هر یک از ایزتوپ‌های پایدار کلر طبق این روش به این صورت است.

مقدار فراوانی \(_{۱۷}^{۳۵}\textrm{Cl}\) = 30 واحد

مقدار فراوانی \(_{۱۷}^{۳۷}\textrm{Cl}\) = 10 واحد

در این‌جا مقدار فراوانی کلر ۳۵ برابر ۳۰ واحد و کلر ۳۷ برابر ۱۰ واحد است. پس برای محاسبه جرم اتمی میانگین کلر با این روش، ضریب کلر ۳۵ برابر ۳۰ می‌باشد و ضریب کلر ۳۷ برابر ۳۵ و در مخرج کسر عدد ۴۰ = ۱۰ + ۳۰ قرار خواهد گرفت.

روش سوم : نمایش جدولی

در این روش جدولی با تعداد مشخصی خانه‌های رنگی به شما داده می‌شود و هر رنگ نمایانگر یک ایزوتوپ است و شما با شمارش تعداد هر رنگ در جدول، مقدار فراوانی هر ایزوتوپ را به دست می‌آورید. در این روش مخرج کسر، تعداد خانه‌های جدول است.

جرم اتمی میانگین

جدول مقدار فراوانی ایزوتوپ‌های کلر برای محاسبه جرم اتمی میانیگن

در این جدول رنگ قرمز نشان دهنده کلر ۳۵ و رنگ آبی کلر ۳۷ است. تعداد تمام خانه‌های جدول نیز ۳۶ عدد است.

در این حالت تعداد خانه‌های هر رنگ ضریب آن ایزوتوپ است و تعداد خانه‌های جدول نیز در مخرج کسر قرار می‌گیرد و به این صورت جرم اتمی میانگین محاسبه می‌شود.

در این مقاله سعی کردیم تمامی نکات مربوط به محاسبه جرم اتمی میانگین را آموزش دهیم تا شما عزیزان به طور کامل این مبحث را یاد گرفته و بتوانید از آن استفاده کنید. در ادامه نیز لینک ویدیو حل مثال و تمرین برای یادگیری هر چه بهتر و بیشتر این مبحث قرار داده شده تا شما بهترین بهره را از این مقاله و ویدیو برده باشید.

امیدواریم تا مقاله جرم اتمی میانگین مورد پسند شما عزیزان واقع شده باشد. در انتها از شما دعوت میکنم دیگر مقاله‌های ما را نیز مشاهده بفرمایید.

ساختار هسته اتم – فیزیک دوازدهم (۳)

جریان متناوب – فیزیک یازدهم (۲)

پرتوزایی یا رادیواکتیویته – فیزیک دوازدهم (۳)

طیف الکترومغناطیسی – فیزیک دوازدهم (۳)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *