Ortalama Atom Kütlesi Nasıl Hesaplanır? Örnek Soru ve Çözümü

Ortalama atom kütlesi nasıl hesaplanır? Ortalama atom kütlesi ne anlama gelir, örnek soru ve çözümü, hesaplanmasının açıklaması.

atom

Karbon gibi bir elementin atom kütlesine baktığınızda periyodik tabloya gidersiniz ve element sembolünün altına bakarsınız. Bu değer aslında elementin ortalama atom ağırlığıdır. Ama neyin ortalaması?

Doğal olarak oluşan elementlerin çoğu birden fazla izotop içerir. Bir elementin izotopları, farklı sayıda nötron içerdiğinden farklı kütlelere sahiptir. Atom kütlesi ölçülürken, bilim adamları doğal olarak oluşan izotop karışımının ortalama kütlesini kullanmaya karar verirler.

Ortalama Atom Kütlesinin Hesaplanması

Karbona bir göz atın:

Karbon-12 ve karbon-13’ün doğal bolluğu sırasıyla yüzde 98.90 ve yüzde 1.10’dur. Karbon-12’nin atomik kütlesi 12.00000 amu’dur (atomik kütle birimi), karbon-13’ün atomik kütlesi 13.00335 amu’dur.

Ortalama atom kütlesini hesaplamak için, bolluk yüzdesi önce ondalık sayıya dönüştürülmelidir. Bunlar toplandığında, bollukların bire eşit olması gerektiği anlamına gelir. Bolluk yüzdesini ondalığa dönüştürmek için 100’e bölün.

Karbon-12’nin fraksiyonel bolluğu 0.9890’dır ve karbon-13’ün fraksiyonel bolluğu 0.0110’dur.

Sonra, kesirli bolluğu kütle ile çarpar ve onları toplarsınız.

Yani,

Karbonun ortalama atom kütlesi bu 12.01 amu’dur. Periyodik tabloda bildirilen sayıdır. Karbon-12’nin fraksiyonel bolluğu karbon-13’ten çok daha fazla olduğu için ortalama atom kütlesinin 12’ye daha yakın olması mantıklıdır.

Ortalama Atom Kütlesi Formülü

Yukarıdaki işlem aşağıdaki formülle genelleştirilebilir:

Burada m, spesifik bir izotopun kütlesi ve f, fraksiyonel bolluktur. Tüm f değerlerinin toplamı 1’se hazırsınız demektir. Bu, matematiği doğru yaptığınızdan emin olmak için iyi bir kontrol yöntemidir.

Magnezyumun ortalama atom kütlesini hesaplamak için bu örneğe bir göz atın. Aşağıdaki tablo izotop, kütle ve bolluk hakkında bilgi içermektedir.

İzotop	Kütle	Bolluk
$\displaystyle {}^{24}Mg$	2.398.504	%78.99
$\displaystyle {}^{25}Mg$	2.498.583	%10.00
$\displaystyle {}^{26}Mg$	2.598.259	%11.01

Ortalama atom kütlesini bulmak için yukarıdaki formülü kullanabilirsiniz.

Her sayıyı 100’e bölerek yüzdeleri kesirli bolluğa dönüştürerek başlayın. Bunu yaptıktan sonra tablo aşağıdaki gibi görünür:

İzotop	Kütle	Bolluk
$\displaystyle {}^{24}Mg$	23.98504	0.7899
$\displaystyle {}^{25}Mg$	24.98583	0.1000
$\displaystyle {}^{26}Mg$	25.98259	0.1101

Matematiği doğru yaptığınızdan ve sahip olduğunuz değerlerin doğru olduğundan emin olmak için, tüm kesirli bollukların toplamının bir olup olmadığını kontrol edin.

Daha sonra, kütleyi ve karşılık gelen kesirli bolluğu yukarıda açıklanan denkleme ekleyebilirsiniz:

Tablodan değerleri koymak:

Ortalama magnezyum atom kütlesi 24.31 amu ve ortalama atomik karbon kütlesi 12.01 amu iken, bu herhangi bir atomun kütlesi değildir. Örneğin, mümkün olsaydı bireysel bir karbon atomu gibi davranacak olsaydınız, bu ya 12.00 amu ya da 13.000335 amu olurdu. 12.01 amu olmazdı.

Aynı şekilde herhangi bir magnezyum atomunu aldığınızda 23.98504 amu, 24.98583 amu veya 25.98259 amu olur. Ortalama atom kütlesi, bilim adamlarının yeryüzünde var olan bir elementin kararlı izotoplarını açıklamasının bir yoludur. Bu elementin sadece bir kararlı izotopu yoksa tek bir atomun kütlesini göstermez.