Chimica per non Major

Hai mai provato a spostare un masso?

Hai un mucchio di rocce da spostare e devi decidere quale attrezzatura vuoi affittare per spostarle. Se le rocce sono abbastanza piccole, puoi prendere una pala per raccoglierle. Le rocce più grandi potrebbero essere spostate a mano, ma i grandi massi avranno bisogno di una sorta di scoop meccanico., La quantità di ogni tipo di roccia determinerà anche quanto tempo sarà necessario per ottenere il lavoro fatto. Conoscere le quantità relative di grandi, medie e piccole rocce può essere molto utile nel decidere come affrontare il lavoro.

La maggior parte degli elementi si presentano naturalmente come una miscela di due o più isotopi. La tabella seguente mostra gli isotopi naturali di diversi elementi, insieme alla percentuale di abbondanza naturale di ciascuno.

Per alcuni elementi, un particolare isotopo predomina notevolmente sugli altri isotopi., L’idrogeno naturale è quasi tutto l’idrogeno – 1 e l’ossigeno naturale è quasi tutto l’ossigeno-16. Per molti altri elementi, tuttavia, più di un isotopo può esistere in quantità più consistenti. Il cloro (numero atomico 17) è un gas tossico verde-giallastro. Circa tre quarti di tutti gli atomi di cloro hanno 18 neutroni, dando a quegli atomi un numero di massa di 35. Circa un quarto di tutti gli atomi di cloro ha 20 neutroni, dando a quegli atomi un numero di massa di 37. Se si calcolasse semplicemente la media aritmetica delle masse atomiche precise, si otterrebbe 36.,

\displaystyle\frac{\left(34.969+36.966\right)}{2}=35.968\text{ amu}

Chiaramente la massa atomica media effettiva dall’ultima colonna della tabella è significativamente inferiore. Perché? Dobbiamo prendere in considerazione la percentuale di abbondanze naturali di ciascun isotopo per calcolare quella che viene chiamata la media ponderata. La massa atomica di un elemento è la media ponderata delle masse atomiche degli isotopi presenti in natura di tale elemento. Il problema di esempio qui sotto dimostra come calcolare la massa atomica del cloro.,

Problema di esempio: Calcolo della massa atomica

Usa le masse atomiche di ciascuno dei due isotopi del cloro insieme alle loro abbondanze percentuali per calcolare la massa atomica media del cloro.

Passo 1: Elencare le quantità note e sconosciute e pianificare il problema.

Note

• cloro-35: massa atomica = 34.969 amu e % abbondanza = 75.77%
• cloro-37: massa atomica = 36.966 amu e % abbondanza = 24.23%

Sconosciuto

• massa atomica Media di cloro

Cambia ogni percentuale di abbondanza in forma decimale dividendo per 100., Multiply this value by the atomic mass of that isotope. Add together for each isotope to get the average atomic mass.

Step 2: Calculate

Note: Applying significant figure rules results in the 35.45 amu result without excessive rounding error., In un solo passaggio:

(0.7577 × 34.969) + (0.2423 × 36.966) = 35.45 amu

Passo 3: Pensa al tuo risultato.

La massa atomica media calcolata è più vicina a 35 che a 37 perché una percentuale maggiore di atomi di cloro presenti in natura ha il numero di massa di 35. È d’accordo con il valore della tabella sopra .

Guardare questi video per saperne di più su questi calcoli:

http://www.kentchemistry.com/links/AtomicStructure/atomicmasscalc.htm

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