定义
相对原子质量()是指以一个碳-12原子质量的1/12作为标准,任何一个原子的真实质量跟一个碳-12原子质量的1/12的比值,称为该原子的相对原子质量。原子量为质量单位,符号u,它定义为碳12原子质量的1/12。
发展
原子量最早是由英国科学家道尔顿提出来的。他说“同一种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在中文里翻译成了“原子量”。但是当时由于重量和质量(mass)是相同的概念,因此虽然实际中获得的都是原子的相对质量,但仍然称作原子量。
1803年,道尔顿用氢的原子量为1作为相对原子量的基准。
1826年,永斯·贝采利乌斯改为氧原子量的1/100为基准;1860年,J.-S.斯塔建议用氧原子量的1/16为基准,沿用了很长时间。
1929年,W.F.吉奥克和H.L.江斯登发现天然氧中存在着16O、17O、18O三种同位素,它们在自然界的分布不完全均匀,因此用天然氧作为原子量基准就欠妥。后来物理学界改用O的1/16作为原子量基准,化学界还沿用原来的基准,从此原子量出现两种标度,1940年国际原子量委员会确定以1.000275作为两种标度的换算因子:物理原子量=1.000275×化学原子量。存在两种标度必然经常引起混乱。
1959年,在慕尼黑召开的国际纯粹暨应用物理学联合会(International Union of Pure and Applied Physics,简称IUPAP)上,德国J.H.马陶赫建议C=12.0000作为原子量基准,并提交国际纯粹与应用化学联合会考虑,后者于1960年接受这一建议。1961年,在蒙特利尔召开的国际纯粹与应用化学联合会上,正式通过这一新基准。1979年,由国际相对原子质量委员会提出原子量的定义。
特点
当我们计算一个水分子质量是多少时,就会发现计算起来极不方便。若是计算其它更复杂的分子质量时那就更麻烦了。因此国际上规定采用相对原子质量和相对分子质量来表示原子、分子的质量关系。相对分子质量在数值上等于摩尔质量,但单位不同。相对分子质量的单位是“1”,而摩尔质量的单位是g/mol。
国际规定
把一个碳-12原子的质量分为12等份,(碳原子有好几种,其中有一种碳原子它的原子核中含6个质子和6个中子,加起来是12,所以把它称为碳-12。当然还有其它如碳-14等,它含有8个中子和6个质子加起为14。国际上之所以要选用碳-12而不用碳-14是因为当选用碳-12原子作标准时,其它原子的相对原子质量都接近整数,便于记忆与使用)。那每一份的质量就是:一个原子的质量/(1/12×一个碳-12原子的质量)=一个原子的质量/1.661e⁻²⁷kg。
计算方法
(1.993e⁻²⁶)/12=1.661e⁻²⁷千克。然后再把其它某种原子的实际质量与这个数相比后所得的结果,这个结果的数值就叫做这种原子的相对原子质量。如氧原子的相对原子质量求法为:(2.657e⁻²⁶)/(1.661e⁻²⁷)=16(约),即氧原子的相对原子质量约为16,我们在计算时就采用16。这样就要简便得多。
其它原子的相对原子质量也是按相同的方法计算的。
相对原子质量的国际基本单位是1。
相对原子质量的概念是以一种碳原子(原子核内有6个质子和6个中子的一种碳原子即C-12)的质量的1/12(约1.661e⁻²⁷kg)作为标准,其它原子的质量跟它的比值,就是这种原子的相对原子质量。
该原子一个原子的实际质量(kg)=该原子的相对原子质量x一个碳-12原子实际质量的1/12(kg)ne。
1mol物质的质量叫做该物质的摩尔质量,单位一般为g/mol。
一种原子(分子,离子)的摩尔质量在数值上等于其相对原子质量(式量),但请注意:只有当该原子、分子、离子的摩尔质量的单位为g/mol时,才符合本规律。
公式
由“原子的质量主要集中在原子核上”
可以得到计算相对原子质量的推导公式:
相对原子质量=某种原子的质量/一种碳原子质量的(1/12)
=原子核质量+核外电子质量/[(1/12]mC
≈原子核质量/(1/12)mC
=质子的质量+中子的质量/(1/12)mC
=[质子数*一个质子的质量+中子数*一个中子的质量]/(1/12)mC
=[质子数*(1/12)mc+中子数*(1/12)mC]/(1/12)mC
=质子数+中子数
注释
①:质量
②:碳原子元素符号
③:质子和中子的质量大约相等,且质子的质量大约为碳原子质量的1/12,故得出此公式.
相对原子质量≈质子数+中子数(不能作为计算公式)。
符号:概念与元素氩(Ar)不能混淆。
相似算法
相对原子质量≈质子数+中子数(不可作为公式)
质量概念
2011年国际标准相对原子质量
原子序数
元素名称化学符号
相对原子质量(注脚脚注)
|
1
hydrogen氢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钠Na
22.989;769;28(2)
|
12
magnesium镁Mg
24.3050(6)
|
13
aluminium(aluminum)铝Al
26.981;538;6(8)
|
14
silicon硅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钾K
39.0983(1)
|
20
calcium钙Ca
40.078(4)(g)
|
21
scandium钪Sc
44.955;912(6)
|
22
titanium钛Ti
47.867(1)
|
23
vanadium钒V
50.9415(1)
|
24
chromium铬Cr
51.9961(6)
|
25
manganese锰Mn
54.938;045(5)
|
26
iron铁Fe
55.845(2)
|
27
cobalt钴Co
58.933;195(5)
|
28
nickel镍Ni
58.6934(4)(r)
|
29
copper铜Cu
63.546(3)(r)
|
30
zinc锌Zn
65.38(2)(r)
|
31
gallium镓Ga
69.723(1)
|
32
germanium锗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银Ag
107.8682(2)(g)
|
48
cadmium镉Cd
112.411(8)(g)
|
49
indium铟In
114.818(3)
|
50
tin锡Sn
118.710(7)(g)
|
51
antimony锑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钡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钨W
183.84(1)
|
75
rhenium铼Re
186.207(1)
|
76
osmium锇Os
190.23(3)(g)
|
77
iridium铱Ir
192.217(3)
|
78
platinum铂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铅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*镭Ra
|
89
actinium*锕Ac
|
90
thorium*钍Th
232.038;06(2)(g)
|
91
protactinium*镤Pa
231.035;88(2)
|
92
uranium*铀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*钅麦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
|
以下是翻译为中文的上表附注:
*这些是没有稳定同位素的元素,一个或多个已知同位素已列在“参考资料”中的“Table 3”中,并给出了合适的相对原子质量和半衰期。然而,三个元素(钍、镤、铀)有确定的特征性地表同位素成分,所以这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数或最多一位小数点附下表:
核电荷数
元素名称元素符号
相对原子质量
|
1
氢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
钠Na
23
|
12
镁Mg
24
|
13
铝Al
27
|
14
硅Si
28
|
15
磷P
31
|
16
硫S
32
|
17
氯Cl
35.5(只能写成35.5)
|
18
氩Ar
40
|
19
钾K
39
|
20
钙Ca
40
|
25
锰Mn
55
|
26
铁Fe
56
|
29
铜Cu
63.5(可写64或63.5)
|
30
锌Zn
65
|
47
银Ag
108
|
53
碘I
127
|
56
钡Ba
137
|
78
铂Pt
195
|
79
金Au
197
|
80
汞Hg
201
|
定义区别
相对原子质量与原子的质量区别
原子的质量是原子的实际存在的物质的多少,是实际质量或称为真实质量,相对原子质量是以C原子质量的1/12为标准来表示物质质量多少的相对质量.原子质量的单位是kg,相对原子质量的单位是1.原子的质量主要集中在原子核上。
构成原子的三种粒子中,1个质子和1个中子的质量跟相对原子质量的标准(即一个碳12原子质量的1/12)相比,均约等于1,电子的质量很小,可以忽略不计,故原子的质量主要集中在质子和中子(即原子核)上,因此:相对原子质量≈质子数+中子数。
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