定義
相對原子質量()是指以一個碳-12原子質量的1/12作為标準,任何一個原子的真實質量跟一個碳-12原子質量的1/12的比值,稱為該原子的相對原子質量。原子量為質量單位,符号u,它定義為碳12原子質量的1/12。
發展
原子量最早是由英國科學家道爾頓提出來的。他說“同一種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在中文裡翻譯成了“原子量”。但是當時由于重量和質量(mass)是相同的概念,因此雖然實際中獲得的都是原子的相對質量,但仍然稱作原子量。
1803年,道爾頓用氫的原子量為1作為相對原子量的基準。
1826年,永斯·貝采利烏斯改為氧原子量的1/100為基準;1860年,J.-S.斯塔建議用氧原子量的1/16為基準,沿用了很長時間。
1929年,W.F.吉奧克和H.L.江斯登發現天然氧中存在着16O、17O、18O三種同位素,它們在自然界的分布不完全均勻,因此用天然氧作為原子量基準就欠妥。後來物理學界改用O的1/16作為原子量基準,化學界還沿用原來的基準,從此原子量出現兩種标度,1940年國際原子量委員會确定以1.000275作為兩種标度的換算因子:物理原子量=1.000275×化學原子量。存在兩種标度必然經常引起混亂。
1959年,在慕尼黑召開的國際純粹暨應用物理學聯合會(International Union of Pure and Applied Physics,簡稱IUPAP)上,德國J.H.馬陶赫建議C=12.0000作為原子量基準,并提交國際純粹與應用化學聯合會考慮,後者于1960年接受這一建議。1961年,在蒙特利爾召開的國際純粹與應用化學聯合會上,正式通過這一新基準。1979年,由國際相對原子質量委員會提出原子量的定義。
特點
當我們計算一個水分子質量是多少時,就會發現計算起來極不方便。若是計算其它更複雜的分子質量時那就更麻煩了。因此國際上規定采用相對原子質量和相對分子質量來表示原子、分子的質量關系。相對分子質量在數值上等于摩爾質量,但單位不同。相對分子質量的單位是“1”,而摩爾質量的單位是g/mol。
國際規定
把一個碳-12原子的質量分為12等份,(碳原子有好幾種,其中有一種碳原子它的原子核中含6個質子和6個中子,加起來是12,所以把它稱為碳-12。當然還有其它如碳-14等,它含有8個中子和6個質子加起為14。國際上之所以要選用碳-12而不用碳-14是因為當選用碳-12原子作标準時,其它原子的相對原子質量都接近整數,便于記憶與使用)。那每一份的質量就是:一個原子的質量/(1/12×一個碳-12原子的質量)=一個原子的質量/1.661e⁻²⁷kg。
計算方法
(1.993e⁻²⁶)/12=1.661e⁻²⁷千克。然後再把其它某種原子的實際質量與這個數相比後所得的結果,這個結果的數值就叫做這種原子的相對原子質量。如氧原子的相對原子質量求法為:(2.657e⁻²⁶)/(1.661e⁻²⁷)=16(約),即氧原子的相對原子質量約為16,我們在計算時就采用16。這樣就要簡便得多。
其它原子的相對原子質量也是按相同的方法計算的。
相對原子質量的國際基本單位是1。
相對原子質量的概念是以一種碳原子(原子核内有6個質子和6個中子的一種碳原子即C-12)的質量的1/12(約1.661e⁻²⁷kg)作為标準,其它原子的質量跟它的比值,就是這種原子的相對原子質量。
該原子一個原子的實際質量(kg)=該原子的相對原子質量x一個碳-12原子實際質量的1/12(kg)ne。
1mol物質的質量叫做該物質的摩爾質量,單位一般為g/mol。
一種原子(分子,離子)的摩爾質量在數值上等于其相對原子質量(式量),但請注意:隻有當該原子、分子、離子的摩爾質量的單位為g/mol時,才符合本規律。
公式
由“原子的質量主要集中在原子核上”
可以得到計算相對原子質量的推導公式:
相對原子質量=某種原子的質量/一種碳原子質量的(1/12)
=原子核質量+核外電子質量/[(1/12]mC
≈原子核質量/(1/12)mC
=質子的質量+中子的質量/(1/12)mC
=[質子數*一個質子的質量+中子數*一個中子的質量]/(1/12)mC
=[質子數*(1/12)mc+中子數*(1/12)mC]/(1/12)mC
=質子數+中子數
注釋
①:質量
②:碳原子元素符号
③:質子和中子的質量大約相等,且質子的質量大約為碳原子質量的1/12,故得出此公式.
相對原子質量≈質子數+中子數(不能作為計算公式)。
符号:概念與元素氩(Ar)不能混淆。
相似算法
相對原子質量≈質子數+中子數(不可作為公式)
質量概念
2011年國際标準相對原子質量
原子序數
元素名稱化學符号
相對原子質量(注腳腳注)
|
1
hydrogen氫H
[1.00784;1.00811](m)
|
2
helium氦He
4.002602(2)(g、r)
|
3
lithium锂Li
[6.938;6.997](m)
|
4
beryllium铍Be
9.012182(3)
|
5
boron硼B
[10.806;10.821](m)
|
6
carbon碳C
[12.0096;12.0116]
|
7
nitrogen氮N
[14.00643;14.00728]
|
8
oxygen氧O
[15.99903;15.99977]
|
9
fluorine氟F
18.998;4032(5)
|
10
neon氖Ne
20.1797(6)(g、m)
|
11
sodium鈉Na
22.989;769;28(2)
|
12
magnesium鎂Mg
24.3050(6)
|
13
aluminium(aluminum)鋁Al
26.981;538;6(8)
|
14
silicon矽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鉀K
39.0983(1)
|
20
calcium鈣Ca
40.078(4)(g)
|
21
scandium钪Sc
44.955;912(6)
|
22
titanium钛Ti
47.867(1)
|
23
vanadium釩V
50.9415(1)
|
24
chromium鉻Cr
51.9961(6)
|
25
manganese錳Mn
54.938;045(5)
|
26
iron鐵Fe
55.845(2)
|
27
cobalt钴Co
58.933;195(5)
|
28
nickel鎳Ni
58.6934(4)(r)
|
29
copper銅Cu
63.546(3)(r)
|
30
zinc鋅Zn
65.38(2)(r)
|
31
gallium镓Ga
69.723(1)
|
32
germanium鍺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銀Ag
107.8682(2)(g)
|
48
cadmium镉Cd
112.411(8)(g)
|
49
indium铟In
114.818(3)
|
50
tin錫Sn
118.710(7)(g)
|
51
antimony銻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鋇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鎢W
183.84(1)
|
75
rhenium铼Re
186.207(1)
|
76
osmium锇Os
190.23(3)(g)
|
77
iridium銥Ir
192.217(3)
|
78
platinum鉑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鉛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*鐳Ra
|
89
actinium*锕Ac
|
90
thorium*钍Th
232.038;06(2)(g)
|
91
protactinium*镤Pa
231.035;88(2)
|
92
uranium*鈾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
202
|
102
nobelium*锘No
|
103
lawrencium*铹Lr
|
104
rutherfordium*鑪Rf
|
105
dubnium*钅杜Db
|
106
seaborgium*钅喜Sg
|
107
bohrium*钅波Bh
|
108
hassium*钅黑Hs
|
109
meitnerium*钅麥Mt
|
110
darmstadtium*鐽Ds
|
111
roentgenium*錀Rg
|
112
copernicium*鎶Cn
|
113
ununtrium*Uut
|
114
Flerovium*鈇Fl
|
115
ununpentium*Uup
|
116
Livermorium*鉝Lv
|
118
ununoctium*Uuo
|
以下是翻譯為中文的上表附注:
*這些是沒有穩定同位素的元素,一個或多個已知同位素已列在“參考資料”中的“Table 3”中,并給出了合适的相對原子質量和半衰期。然而,三個元素(钍、镤、鈾)有确定的特征性地表同位素成分,所以這些元素的原子量也被列入上表。
常用原子量
通常初中和高中所用到的都是整數或最多一位小數點附下表:
核電荷數
元素名稱元素符号
相對原子質量
|
1
氫H
1
|
2
氦He
4
|
6
碳C
12
|
7
氮N
14
|
8
氧O
16
|
9
氟F
19
|
10
氖Ne
20
|
11
鈉Na
23
|
12
鎂Mg
24
|
13
鋁Al
27
|
14
矽Si
28
|
15
磷P
31
|
16
硫S
32
|
17
氯Cl
35.5(隻能寫成35.5)
|
18
氩Ar
40
|
19
鉀K
39
|
20
鈣Ca
40
|
25
錳Mn
55
|
26
鐵Fe
56
|
29
銅Cu
63.5(可寫64或63.5)
|
30
鋅Zn
65
|
47
銀Ag
108
|
53
碘I
127
|
56
鋇Ba
137
|
78
鉑Pt
195
|
79
金Au
197
|
80
汞Hg
201
|
定義區别
相對原子質量與原子的質量區别
原子的質量是原子的實際存在的物質的多少,是實際質量或稱為真實質量,相對原子質量是以C原子質量的1/12為标準來表示物質質量多少的相對質量.原子質量的單位是kg,相對原子質量的單位是1.原子的質量主要集中在原子核上。
構成原子的三種粒子中,1個質子和1個中子的質量跟相對原子質量的标準(即一個碳12原子質量的1/12)相比,均約等于1,電子的質量很小,可以忽略不計,故原子的質量主要集中在質子和中子(即原子核)上,因此:相對原子質量≈質子數+中子數。
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