Transcript มวลอะตอม (Atomic mass

ว30231 ปริมาณสัมพันธ์ สถานะของสาร และเคมีไฟฟ้ า
มวลอะตอม (Atomic mass)
นายศราวุทธ แสงอุไร
ครูวิชาการสาขาเคมี โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
วันที่ 19 ตุลาคม 2552
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
Atomic Masses
• Atomic mass is the mass of one atom in atomic mass
unit (amu).
• Atomic Mass Unit:
– Dalton used the hydrogen to be the reference for
the masses of the other elements and he assigned it
a mass of 1.
– Scientists then adopted the oxygen as a reference
and assign it a mass of 16.0000.
– By definition used by modern systems, carbontwelve 12C is assigned a mass of exactly 12 amu.
– Masses of all other atoms are given relative to this
standard mass.
– Carbon exists in the form of three isotopes:
12C (98.89%), 13C (1.11%), and 14C (< 0.001%).
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
2
3
The Atumium exhibit in Brussels
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
What’s in an atom?
Electrons and Protons
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
JJ Thompson
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
6
Mass Spectrometers
How are isotopes detected experimentally?
You can
determine:
 Mass ratios.
 Relative
abundance.
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
Isotopes
Isotopes are atoms of the same element (X) with different
numbers of neutrons in their nuclei
Atomic number (Z) = number of protons in nucleus
Mass number (A) = number of protons + number of neutrons
= atomic number (Z) + number of neutrons
Mass Number
A
ZX
Atomic Number
1
1H
235
92
2
1H
U
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
Element Symbol
(D)
238
92
3
1H
U
(T)
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
9
Mass Spectrum of Carbon
1/10000 the size
of large peak
Three isotopes of carbon are present in nature
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
Average Atomic Weight
Answer:
Carbon exists naturally as a mixture of three isotopes,
and thus the atomic mass unit used for the carbon
atom in the periodic table is the average value of the
masses of those isotopes.
98.89% of 12 amu (12C) + 1.11% of 13.0034 amu (13C)
= (0.9889)(12 amu) + (0.0111)(13.0034 amu)
= 12.010 amu (the average atomic mass or just the
atomic mass of the carbon atom).
That is applied on all the elements of the periodic table.
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
10
Mass Spectra
• Mass spectrometer is also used to determine the
isotopic compositions of an element (Relative
abundance).
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
11
Natural lithium is:
7.42% 6Li (6.015 amu)
92.58% 7Li (7.016 amu)
Average atomic mass of lithium:
7.42 x 6.015 + 92.58 x 7.016
= 6.941 amu
100
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
Average atomic mass (6.941)
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
46Ti
= 8.2%
47Ti
= 7.4%
48Ti
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
= 73.8%
49Ti
= 5.4%
50Ti
= 5.2%
The natural abundances of the isotopes of four elements (Cl,Cr,Ge,
and Sn) illustrate the diversity of isotopic distributions. The mass
number and percent abundance of each isotope are indicated.
What is the average atomic mass of Cl?
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
16
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
A molecule is an aggregate of two or more atoms in a
definite arrangement held together by chemical bonds
H2
H2O
NH3
only two atoms
H2, N2, O2, Br2, HCl, CO
more than two atoms
O3, H2O, NH3, CH4
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
CH4
Writing Chemical Formals
There are 7 elements that occur in nature as a diatomic molecule
One way to remember these
elements is:
Mr. BrINClHOF
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
Ions
Atoms are neutral—meaning that the number of protons
is equal to the number of electrons
If an atom loses or gains electrons the atom is
No longer neutral but has a charge.
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
A mono atomic ion contains only one atom
Na+, Cl-, Ca2+, O2-, Al3+, N3-
A polyatomic ion contains more than one atom
OH-, CN-, NH4+, NO3-
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
Guidelines for Writing Chemical Formulas
for Binary Compounds
1. Except for Hydrogen, the element farther to the left in the
periodic table appears first. Ie: KCl, PCl3, Al2S3, and Fe3O4
2. If hydrogen is present, it appears last except when the other
element is from group 16 or 17. Ie: LiH, NH3, B2H6, CH4
H2O, HCl and HI
3. If both elements are from the same group, the lower one
appears first. Ie: SiC and BrF3
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
A molecular formula shows the exact number of atoms
of each element in the smallest unit of a substance
An empirical formula shows the simplest
whole-number ratio of the atoms in a substance
molecular
empirical
H2O
H2O
C6H12O6
CH2O
O3
O
N2H4
NH2
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
ionic compounds consist of a combination of cations
and an anions
• the formula is always the same as the empirical formula
• the sum of the charges on the cation(s) and anion(s) in each
formula unit must equal zero
The ionic compound NaCl
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
Formula of Ionic Compounds
2 x +3 = +6
3 x -2 = -6
Al2O3
Al3+
O2-
1 x +2 = +2
2 x -1 = -2
CaBr2
Ca2+
Br-
1 x +2 = +2
1 x -2 = -2
Na2CO3
Na+
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
CO32-
Ion
Name (common name)
Ion
Name (Common name)
NH4+
Ammonium
CO32-
Carbonate
H3O+
Hydronium
HCO3-
OH-
Hydroxide
SO32-
Hydrogen carbonate
(bicarbonate)
Sulfite
CN-
Cyanide
HSO3-
Hydrogen sulfite
NO2-
Nitrite
SO42-
Sulfate
NO3-
Nitrate
HSO4-
Hydrogen sulfate
ClO-
SCN-
Thiocyanate
ClO2-
Hypochlorite (often
written OCl-)
Chlorite
S2O32-
Thiosulfate
ClO3-
Chlorate
CrO42-
Chromate
ClO4-
Perchlorate
Cr2O72-
Dichromate
MnO4-
Permanganate
PO43-
Phosphate
CH3CO
Acetate (can be written
C2H3O2-)
Oxalate
HPO42-
Hydrogen phosphate
H2PO4-
Dihydrogen phospate
2
C2O42-
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร
แหล่งอ้างอิง
• Martin S. Silberberg, Chemistry: The Molecular Nature
of Matter and Change, McGraw-Hill Higher Education,
2004
• Raymond Chang, Chemistry, Williams College,
McGraw-Hill Higher Education, 2002
มวลอะตอม มวลโมเลกุล ผูส้ อน: อ.ศราวุทธ แสงอุไร