Tại sao khối lượng nguyên tử của hầu hết các nguyên tố phân số?

Câu trả lời:

Khối lượng nguyên tử của hầu hết các nguyên tố là phân số vì chúng tồn tại dưới dạng hỗn hợp các đồng vị có khối lượng khác nhau.

Giải trình:

Hầu hết các nguyên tố xảy ra dưới dạng hỗn hợp các đồng vị có khối lượng khác nhau. Các khối nguyên tử phân đoạn phát sinh vì hỗn hợp này.

Trung bình khối lượng = tổng khối lượng của tất cả các nguyên tử / số nguyên tử.

Trước khi chúng ta tính khối lượng trung bình của các nguyên tử, chúng ta hãy sử dụng một phép loại suy.

#color (màu xanh) ("Giả sử rằng một lớp có 10 nam (khối lượng 60 kg) và 20 nữ (khối lượng 55 kg)." #

#color (màu xanh) ("Khối lượng trung bình của học sinh là bao nhiêu." #

#color (màu xanh) ("Khối lượng bé trai = 600 kg") #

#color (màu xanh) ("Khối lượng bé gái = 1100 kg") #

#color (màu xanh) ("Tổng khối lượng học sinh = 1700 kg" "#

#color (màu xanh) ("Khối lượng trung bình của 1 học sinh" = "1700 kg" / "30 học sinh" = "56,7 kg / học sinh") #

Bây giờ chúng ta hãy sử dụng kỹ thuật này để tính khối lượng trung bình của hỗn hợp các đồng vị.

Thí dụ

Nếu 80,0% nguyên tố có khối lượng nguyên tử là 42,0 u và 20,0% có khối lượng nguyên tử là 43,0 u thì khối lượng trung bình của hỗn hợp là bao nhiêu?

Dung dịch

Giả sử chúng ta có 1000 nguyên tử. Sau đó 800 sẽ có khối lượng 42,0 u và 200 sẽ có khối lượng 43,0 u.

# "Khối lượng của 800 nguyên tử = 800 × 42,0 u = 33 600 u" #

# "Khối lượng của 200 nguyên tử = 200 × 43,0 u = 8600 u" #

# "Khối lượng 1000 nguyên tử = 42 200 u" #

# "Khối lượng trung bình của một nguyên tử" = "42 200 u" / "1000 nguyên tử" = "42,2 u / nguyên tử" #

Giải pháp thay thế

Khối lượng trung bình là khối lượng của mỗi đồng vị nhân với tỷ lệ phần trăm của nó. Như vậy

# "Khối lượng trung bình = 80,0% × 42,0 u + 20,0% × 43,0 u = 33,6 u + 8,6 u = 42,2 u" #

Phương pháp thứ hai dễ dàng hơn, nhưng nó không giải thích bằng trực giác tại sao câu trả lời là khối lượng nguyên tử trung bình.