Standart atom ağırlığı

Bilgibank, Hoşgeldiniz
Gezinti kısmına atla Arama kısmına atla

Bir kimyasal elementin standart atom ağırlığı (Ar, standard), her bir izotopun Dünya üzerindeki bolluğu ile tartılan bu elementin tüm izotoplarının nispi atomik kütlelerinin (Ar) aritmetik ortalamasıdır. Her kimyasal elementin standart atom ağırlığı, elementin doğal, kararlı, karasal kaynaklarına dayanarak Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği'nin (IUPAC) İzotopik Bolluk ve Atom Ağırlıkları Komisyonu (CIAAW) tarafından belirlenir ve yayınlanır. Bilim adamları tarafından kullanılan en yaygın ve pratik atom ağırlığıdır.

Örneğin, izotop 63Cu (Ar = 62.929) Dünya'daki bakırın %69'unu oluşturur, geri kalanı 65Cu 'dur (Ar = 64.927),

Belirtilen tanım, Dünya'dan birçok temsili kaynak (örnek) kullanmaktır, böylece değer gerçek hayattaki maddeler için örneğin atom ve bilimsel araştırmalarda 'atom' ağırlığı olarak yaygın olarak kullanılabilir. Atom ağırlıkları, belirli bir arkeolojik alandan belirli bir kemikteki karbonun atom ağırlığı gibi tek bir kaynağa ve bir elementin numunelerine özgüdür. Standart atom ağırlığı, bu değerleri bir kimyacının Dünya'dan birçok rastgele örnekten türetmeyi bekleyebileceği atomik ağırlık aralığına genelleştirir. Bu aralık, bazı standart atom ağırlığı değerlerinde aralık gösteriminin nedenidir.

Bilinen 118 kimyasal elementten 80'inin kararlı izotopları ve 84'ünün bu Dünya-çevre temelli değeri vardır. Tipik olarak, böyle bir değer örneğin helyum: {nowrap|1=Ar, standard(He) =}} 4.002602(2). "(2)" 4.002602±0.000002 değerini okumak için gösterilen son basamaktaki belirsizliği gösterir. IUPAC ayrıca beş önemli rakama yuvarlanmış kısaltılmış değerler de yayınlar. Helyum için Ar, kısaltma(He) = 4.0026.

On üç element için numuneler bu değer üzerinde farklılık gösterir, çünkü örnek kaynaklarının farklı bir bozulma geçmişi vardır. Örneğin, tortul kayaçlardaki talyum (Tl), magmatik kayaçlardan ve volkanik gazlardan farklı bir izotopik bileşime sahiptir. Bu elementler için standart atom ağırlığı bir aralık olarak belirtilir: Ar, standard(Tl) = [204.38, 204.39]. Böyle bir aralıkta, daha az talepkar durumlar için, IUPAC da geleneksel bir değer yayınlar. Talyum için Ar, geleneksel(Tl) = 204.38.


Tanım

Dolayısıyla standart atom ağırlığı bağıl atom kütlesinin daha özel bir değeridir. IUPAC Atom Ağırlıkları ve İzotopik Bolluk Komisyonu (CIAAW) tarafından belirlendiği üzere, Dünya kabuğunun ve atmosferinin yerel ortamında göreceli atomik kütle kaynaklarının "önerilen değerleri" olarak tanımlanır. Genel olarak, farklı kaynaklardan gelen değerler, farklı bir radyoaktif kaynak geçmişi nedeniyle doğal varyasyona tabidir. Dolayısıyla, standart atom ağırlıkları, bir dizi numune veya kaynaktan elde edilen bir atomik ağırlık beklenti aralığıdır. Kaynakları sadece karasal kaynaklarla sınırlandırarak, CIAAW tarafından belirlenen değerler daha az varyansa sahiptir ve dünyevi malzemelerde gerçekte bulunan ve kullanılan bağıl atom kütleleri (atom ağırlıkları) için daha kesin bir değerdir.

CIAAW tarafından yayınlanan değerler kullanılır ve bazen toplu hesaplamalarda yasal olarak gereklidir. Değerlerin bir belirsizliği vardır (parantez içinde belirtilmiştir) veya bir beklenti aralığıdır (hemen yukarıdaki çizimdeki örneğe bakın). Bu belirsizlik, ölçümdeki belirsizlikten (kaliteli enstrümanlarla çok daha küçüktür) değil, bir element için izotopik dağılımdaki doğal değişkenliği yansıtır.

Dünyadaki değişkenlik aralığını standart atom ağırlık rakamlarıyla örtmek için bir girişim olmasına rağmen, standart atom ağırlık aralığından aykırı olan atom ağırlıklarına sahip elementler içeren bilinen mineral örnekleri vakaları vardır.

Sentetik elementler için oluşan izotop sentez araçlarına bağlıdır, bu nedenle doğal izotop bolluğu kavramının bir anlamı yoktur. Bu nedenle, sentetik elementler için en kararlı izotopun (yani en uzun yarı ömre sahip izotopun) toplam nükleon sayısı, standart atom ağırlığı yerine parantez içinde listelenir.

"Atom ağırlığı" terimi kimyada kullanıldığında, genellikle ima edilen daha spesifik standart atom ağırlığıdır. Periyodik tablolarda kullanılan standart atom ağırlıkları ve sıradan karasal kimyada birçok standart referanstır.

Lityum, izotopların doğal bolluklarının bazı durumlarda standart atom ağırlığındaki belirsizliği etkileyecek şekilde insan izotopik ayırma faaliyetleri tarafından bozulduğu tespit edilen benzersiz bir vakayı temsil eder, nehirler gibi doğal kaynaklardan elde edilen örneklerde bile.

Bağıl atom kütlesi tayini

Modern bağıl atom kütleleri (belirli bir element numunesine özgü bir terim), bir atomun kütle ölçüm değerlerinden (her nüklid için) ve bir numunenin izotopik kompozisyonundan hesaplanır. Neredeyse tüm radyoaktif olmayan nüklidler için son derece hassas atomik kütleler mevcuttur, ancak izotopik kompozisyonların ölçülmesi daha zordur ve numuneler arasındaki değişime daha fazla maruz kalır. Bu nedenle, 22 mononüklidik elementin (bu elementlerin doğal olarak oluşan tek nüklidlerinin her biri için izotopik kütleler ile aynı olan) nispi atomik kütlelerinin özellikle yüksek doğrulukta olduğu bilinmektedir. Örneğin, göreli atomik flor kütlesi için 38 milyonda sadece bir parçanın belirsizliği, Avogadro sabiti için mevcut en iyi değerden (20 milyonda bir kısım) daha büyük bir kesinlik vardır.

Hesaplama, nispi atom kütlesi metrolojide özellikle önemli olan silikon için örneklenmiştir. Silikon, doğada üç izotopun bir karışımı olarak bulunur: 28Si, 29Si ve 30Si. Bu nüklidlerin atomik kütlelerinin 28Si için 14 milyarda bir kısmı ve diğerleri için bir milyarda bir kısmı hassasiyetle bilinir. Bununla birlikte, izotoplar için doğal bolluk aralığı, standart bolluğun sadece yaklaşık ±% 0.001'e verilebileceği şekildedir (tabloya bakınız). Hesaplama şu şekildedir:

Ar(Si) = (27.97693 × 0.922297) + (28.97649 × 0.046832) + (29.97377 × 0.030872) = 28.0854

Belirsizliğin tahmini, özellikle örnek dağılımı zorunlu olarak simetrik olmadığından karmaşıktır: IUPAC standardı nispi atomik kütleleri tahmini simetrik belirsizliklerle belirtilir ve silikon değeri 28.0855 (3)'tir. Bu değerdeki bağıl standart belirsizlik 1×10-5 veya 10 ppm'dir. Bu doğal değişkenliği daha da yansıtmak için, IUPAC 2010 yılında 10 elementin nispi atomik kütlelerini sabit bir sayı yerine aralık olarak listelemeye karar vermiştir.

Yayınlanmış değerler

IUPAC, standart atom ağırlığı adı verilen her kararlı element için bir resmi değer yayınlar. Tüm güncellemeler yılda iki kez (eşit olmayan yıllarda) yayınlanır. 2015 yılında itterbiyumun atom ağırlığı güncellendi. 2017'de, argonun tek sayıdan aralık değerine değiştirilmesi de dahil olmak üzere 14 atom ağırlığı değiştirildi.

Yayınlanan değer, neon gibi bir aralık olabilir ve belirsizlik olabilir: 20.1797 (6) veya boron gibi bir aralık olabilir: [10.806, 10.821].

Bu 84 değerin yanında, IUPAC kısaltılmış değerleri de (yalnızca sayı başına beş basamağa kadar) ve on iki aralık değeri için geleneksel değerleri (tek sayı değerleri) yayınlar.

Sembol Ar bağıl bir atomik kütledir, örneğin belirli bir örnekten. Spesifik olarak, standart atom ağırlığı Ar, standart (E) olarak belirtilebilir, burada (E) element sembolüdür.

Kısaltılmış atom ağırlığı

CIAAW tarafından da yayınlanan kısaltılmış atom ağırlığı, sayıları beş basamağa düşüren standart atom ağırlığından türetilir (beş önemli rakam). İsime 'yuvarlatılmış' demiyor.

Aralık kenarlıkları ilk (en alçak) kenarlık için aşağı, yukarı (en üst) kenarlık için yukarı doğru yuvarlanır. Bu şekilde, daha kesin orijinal aralık tamamen kapsanır.

Örnekler:

  • Kalsiyum: Ar, standard(Ca) = 40.078(4) → Ar, abridged(Ca) = 40.078
  • Helyum: Ar, standard(He) = 4.002602(2) → Ar, abridged(He) = 4.0026
  • Hidrojen: Ar, standard(H) = [1.00784, 1.00811] → Ar, abridged(H) = [1.0078, 1.0082]


Geleneksel atom ağırlığı

On üç kimyasal element, tek bir sayı olarak değil, bir aralık olarak tanımlanan standart atom ağırlığına sahiptir. Örneğin, hidrojen Ar, standard(H) = [1.00 784, 1.00811] e sahiptir. Bu gösterim, Dünya üzerindeki çeşitli kaynakların önemli ölçüde farklı izotopik yapılara sahip olduğunu ve belirsizlikler iki sayıya dahil edildiğini belirtmektedir. Bu elementler için, 'Dünya ortalaması' yapısı yoktur ve 'doğru' değer ortası değildir (hidrojen için 1.007975 olur, (aralığı (± 0.000135) belirsizlikle sadece aralığı kapsar)). Bununla birlikte, daha az kesin bir değerin kabul edilebilir olduğu durumlar için, CIAAW, örneğin ticarette kullanılabilecek tek sayılı bir geleneksel atom ağırlığı yayınlamıştır. Hidrojen için, Ar, geleneksel (H) = 1.008. On üç element şunlardır: hidrojen, lityum, bor, karbon, azot, oksijen, magnezyum, silikon, kükürt, klor, argon, brom ve talyum.

Resmi kısa atom ağırlığı

Kısaltılmış değer ve on üç aralık değeri için konvansiyonel değer kullanılarak, tüm kararlı elemanlar için kısa bir IUPAC tanımlı değer (5 basamak artı belirsizlik) verilebilir. Birçok durumda ve periyodik tablolarda, bu yeterince ayrıntılı olabilir.

genel bakış: standart atom ağırlığının resmi değerleri [1]
Element Ar, standard
Tablo 1[2] 		Ar, std kısaltılmış
Tablo 2[3] 		Ar, std geleneksel
Tablo 3[4] 		Ar, std resmi kısa
Tablo 2 ve 3[5] 		Kütle Numarası
(en kararlı izotop)
hidrojen 1H [1.00784, 1.00811] [1.0078, 1.0082] 1.008 1.008
azot 7N [14.00643, 14.00728] [14.006, 14.008] 14.007 14.007
flor 9F 18.998403163(6) 18.998 18.998
kalsiyum 20Ca 40.078(4) 40.078(4) 40.078(4)
teknetyum 43Tc (none) [97]

Atomik ağırlıkları listesi

Elementlerin standart atom ağırlığı (IUPAC 2009–2017)
Z Sembol Adı Ar, standart kısaltılmış geleneksel → resmi, kısa yılda değişti
 
1 H hidrojen [1.00784, 1.00811] [1.0078, 1.0082] 1.008 1.008 2009
2 He helyum 4.002602(2) 4.0026 4.0026
3 Li lityum [6.938, 6.997] [6.938, 6.997] 6.94 6.94 2009
4 Be berilyum 9.0121831(5) 9.0122 9.0122
5 B bor [10.806, 10.821] [10.806, 10.821] 10.81 10.81 2009
6 C karbon [12.0096, 12.0116] [12.009, 12.012] 12.011 12.011 2009
7 N azot [14.00643, 14.00728] [14.006, 14.008] 14.007 14.007 2009
8 O Oksijen [15.99903, 15.99977] [15.999, 16.000] 15.999 15.999 2009
9 F flor 18.998403163(6) 18.998 18.998
10 Ne neon 20.1797(6) 20.180 20.180
11 Na sodyum 22.98976928(2) 22.990 22.990
12 Mg magnezyum [24.304, 24.307] [24.304, 24.307] 24.305 24.305 2011
13 Al alüminyum 26.9815384(3) 26.982 26.982 2017
14 Si silikon [28.084, 28.086] [28.084, 28.086] 28.085 28.085 2009
15 P fosfor 30.973761998(5) 30.974 30.974
16 S kükürt [32.059, 32.076] [32.059, 32.076] 32.06 32.06 2009
17 Cl klor [35.446, 35.457] [35.446, 35.457] 35.45 35.45 2009
18 Ar argon [39.792, 39.963] [39.792, 39.963] 39.95[6] 39.95 2017
19 K potasyum 39.0983(1) 39.098 39.098
20 Ca kalsiyum 40.078(4) 40.078(4) 40.078(4)
21 Sc skandiyum 44.955908(5) 44.956 44.956
22 Ti titanyum 47.867(1) 47.867 47.867
23 V vanadyum 50.9415(1) 50.942 50.942
24 Cr krom 51.9961(6) 51.996 51.996
25 Mn manganez 54.938043(2) 54.938 54.938 2017
26 Fe demir 55.845(2) 55.845(2) 55.845(2)
27 Co kobalt 58.933194(3) 58.933 58.933 2017
28 Ni nikel 58.6934(4) 58.693 58.693
29 Cu Bakır 63.546(3) 63.546(3) 63.546(3)
30 Zn çinko 65.38(2) 65.38(2) 65.38(2)
31 Ga galyum 69.723(1) 69.723 69.723
32 Ge germanyum 72.630(8) 72.630(8) 72.630(8) 2009
33 As arsenik 74.921595(6) 74.922 74.922
34 Se selenyum 78.971(8) 78.971(8) 78.971(8)
35 Br brom [79.901, 79.907] [79.901, 79.907] 79.904 79.904 2011
36 Kr kripton 83.798(2) 83.798(2) 83.798(2)
37 Rb rubidyum 85.4678(3) 85.468 85.468
38 Sr stronsiyum 87.62(1) 87.62 87.62
39 Y itriyum 88.90584(1) 88.906 88.906 2017
40 Zr zirkonyum 91.224(2) 91.224(2) 91.224(2)
41 Nb niyobyum 92.90637(1) 92.906 92.906 2017
42 Mo molibden 95.95(1) 95.95 95.95
43 Tc teknetyum - -
44 Ru rutenyum 101.07(2) 101.07(2) 101.07(2)
45 Rh rodyum 102.90549(2) 102.91 102.91 2017
46 Pd palladyum 106.42(1) 106.42 106.42
47 Ag gümüş 107.8682(2) 107.87 107.87
48 Cd kadmiyum 112.414(4) 112.41 112.41
49 In İndiyum 114.818(1) 114.82 114.82
50 Sn kalay 118.710(7) 118.71 118.71
51 Sb antimon 121.760(1) 121.76 121.76
52 Te tellür 127.60(3) 127.60(3) 127.60(3)
53 I iyot 126.90447(3) 126.90 126.90
54 Xe ksenon 131.293(6) 131.29 131.29
55 Cs sezyum 132.90545196(6) 132.91 132.91
56 Ba baryum 137.327(7) 137.33 137.33
57 La lantan 138.90547(7) 138.91 138.91
58 Ce seryum 140.116(1) 140.12 140.12
59 Pr praseodimyum 140.90766(1) 140.91 140.91 2017
60 Nd neodimyum 144.242(3) 144.24 144.24
61 Pm prometyum - -
62 Sm samaryum 150.36(2) 150.36(2) 150.36(2)
63 Eu öropyum 151.964(1) 151.96 151.96
64 Gd gadolinyum 157.25(3) 157.25(3) 157.25(3)
65 Tb terbiyum 158.925354(8) 158.93 158.93 2017
66 Dy disprosiyum 162.500(1) 162.50 162.50
67 Ho holmiyum 164.930328(7) 164.93 164.93 2017
68 Er erbiyum 167.259(3) 167.26 167.26
69 Tm tulyum 168.934218(6) 168.93 168.93 2017
70 Yb iterbiyum 173.045(10) 173.05 173.05 2015
71 Lu lutetyum 174.9668(1) 174.97 174.97
72 Hf hafniyum 178.486(6) 178.49 178.49(2) 2019
73 Ta tantal 180.94788(2) 180.95 180.95
74 W Tungsten 183.84(1) 183.84 183.84
75 Re renyum 186.207(1) 186.21 186.21
76 Os ozmiyum 190.23(3) 190.23(3) 190.23(3)
77 Ir iridyum 192.217(2) 192.22 192.22 2017
78 Pt platin 195.084(9) 195.08 195.08
79 Au altın 196.966570(4) 196.97 196.97 2017
80 Hg cıva 200.592(3) 200.59 200.59
81 Tl talyum [204.382, 204.385] [204.38, 204.39] 204.38 204.38 2009
82 Pb Kurşun 207.2(1) 207.2 207.2
83 Bi bizmut 208.98040(1) 208.98 208.98
84 Po polonyum - -
85 At astatine - -
86 Rn Radon - -
87 Fr francium - -
88 Ra radyum - -
89 Ac aktinyum - -
90 Th toryum 232.0377(4) 232.04 232.04
91 Pa protaktinyum 231.03588(1) 231.04 231.04 2017
92 U uranyum 238.02891(3) 238.03 238.03
93 Np neptunyum - -
94 Pu plütonyum - -
95 Am amerikyum - -
96 Cm curium - -
97 Bk berkelyum- - -
98 Cf kaliforniyum - -
99 Es aynştaynyum - -
100 Fm fermium - -
101 Md mendelevyum - -
102 No nobelyum - -
103 Lr lavrensiyum - -
104 Rf rutherfordiyum - -
105 Db dubnium - -
106 Sg seaborgiyum - -
107 Bh bohrium - -
108 Hs hassiyum - -
109 Mt meitnerium - -
110 Ds darmstadtiyum - -
111 Rg röntgenyum - -
112 Cn copernicium - -
113 Nh nihonium - -
114 Fl flerovyum - -
115 Mc moscovium - -
116 Lv livermoryum - -
117 Ts tennessine - -
118 Og oganesson - -

Kaynak

  1. ↑ Meija, Juris; et al. (2016). "Elementlerin Atom Ağırlıkları 2013 (IUPAC Teknik Raporu)". Saf ve Uygulamalı Kimya. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305. 
  2. ↑ Meija 2016, Table 1.
  3. ↑ Meija 2016, Table 2.
  4. ↑ Meija 2016, Table 3.
  5. ↑ Meija 2016, Tables 2 and 3.
  6. ↑ "IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes". King's Center for Visualization in Science. IUPAC, King's Center for Visualization in Science. 8 October 2019 Alınmıştır. 
"Bilgibank.tk" adresinden alınmıştır.