化学元素相对原子质量怎么算

 2025-08-31  阅读 82  评论 0

摘要:化学元素的相对原子质量(符号为 ( A_r ))是通过其天然同位素的质量及丰度计算得出的加权平均值。以下是详细的计算步骤:
1. 确定同位素及其丰度
找出该元素的所有天然存在的同位素,并记录它们的

化学元素的相对原子质量(符号为 ( A_r ))是通过其天然同位素的质量及丰度计算得出的加权平均值。以下是详细的计算步骤:

化学元素相对原子质量怎么算

1. 确定同位素及其丰度

找出该元素的所有天然存在的同位素,并记录它们的精确原子质量(以原子质量单位u表示)及丰度(自然界中的百分比含量)。

示例:氯(Cl)有两种主要同位素:

  • ( ^{35} ext{Cl} ): 质量 = 34.969 u,丰度 ≈ 75.77%
  • ( ^{37} ext{Cl} ): 质量 = 36.966 u,丰度 ≈ 24.23%
  • 2. 将丰度转换为小数形式

    将各同位素的丰度百分比除以100,转换为小数。例如:

  • ( ^{35} ext{Cl} ) 丰度 = 0.7577
  • ( ^{37} ext{Cl} ) 丰度 = 0.2423
  • 3. 计算加权平均值

    用各同位素的原子质量乘以其对应丰度,再相加得到相对原子质量:

    [

    A_r = sum (

    ext{同位素质量}

    imes

    ext{丰度})

    ]

    氯的计算示例

    [

    A_r = (34.969

    imes 0.7577) + (36.966

    imes 0.2423) ≈ 35.45

    ]

    4. 结果的意义

    最终数值即为元素周期表中标注的相对原子质量。例如,氯的 ( A_r ≈ 35.45 ),碳的 ( A_r ≈ 12.01 )。

    注意事项

  • 原子质量数 vs. 精确原子质量:质量数(如 ( ^{35} ext{Cl} ) 的35)是质子与中子数的总和,而精确原子质量(如34.969 u)需通过实验(如质谱法)测定。
  • 丰度的来源:同位素丰度是地球自然界中的实测值,不同环境中可能有微小差异。
  • 简化公式

    若已知同位素的质量数和丰度(如目中简化处理):

    [

    A_r = left( frac{

    ext{质量数}_1

    imes

    ext{丰度}_1 +

    ext{质量数}_2

    imes

    ext{丰度}_2 + cdots}{100} right)

    ]

    总结:相对原子质量是同位素质量的加权平均,计算时需结合精确质量与丰度数据。实际应用中可直接查阅周期表数值,但理解原理对学习化学至关重要。

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