ატომური მასის ერთეული წარმოადგენს რაოდენობას ტოლი. როგორ გამოვთვალოთ ატომური მასა

ატომური მასის ერთეული(დანიშნულება ა. ჭამე.), ის არის დალტონი, - მასის ექსტრასისტემური ერთეული, რომელიც გამოიყენება მოლეკულების, ატომების, ატომის ბირთვებისა და ელემენტარული ნაწილაკების მასებისთვის. რეკომენდებულია IUPAP 1960 წელს და IUPAC 1961 წელს გამოსაყენებლად. ოფიციალურად რეკომენდირებულია ინგლისური ტერმინები ატომური მასის ერთეული (a.m.u.)და უფრო ზუსტი - ერთიანი ატომური მასის ერთეული (u.a.m.u.)(მასის უნივერსალური ატომური ერთეული, მაგრამ ნაკლებად ხშირად გამოიყენება რუსულენოვან სამეცნიერო და ტექნიკურ წყაროებში).

ატომური მასის ერთეული გამოიხატება ნახშირბადის ნუკლიდის მასით 12 C. 1 ა. ე.მ უდრის ამ ნუკლიდის მასის მეთორმეტედს ბირთვულ და ატომურ ბუნებრივ მდგომარეობაში. დაარსდა 1997 წელს IUPAC-ის პირობების სახელმძღვანელოს მე-2 გამოცემაში, რიცხვითი მნიშვნელობა არის 1 ა. ე.მ ≈ 1,6605402(10) ∙ 10 −27 კგ ≈ 1,6605402(10) ∙ 10 −24 გ.

მეორეს მხრივ, 1 ა. e.m არის ავოგადროს რიცხვის ორმხრივი, ანუ 1/N A g. ატომური მასის ერთეულის ეს არჩევანი მოსახერხებელია იმით, რომ მოცემული ელემენტის მოლური მასა, გამოხატული გრამებში თითო მოლზე, ზუსტად ემთხვევა ამ ატომის მასას. ელემენტი, გამოხატული ა. ჭამე.

ამბავი

ატომური მასის ცნება შემოიღო ჯონ დალტონმა 1803 წელს; ატომური მასის საზომი ერთეული იყო ჯერ წყალბადის ატომის მასა (ე.წ. წყალბადის მასშტაბი). 1818 წელს ბერცელიუსმა გამოაქვეყნა ატომური მასების ცხრილი ჟანგბადის ატომურ მასასთან შედარებით, 103. ბერცელიუსის ატომური მასების სისტემა ჭარბობდა 1860-იან წლებამდე, სანამ ქიმიკოსებმა კვლავ მიიღეს წყალბადის მასშტაბი. მაგრამ 1906 წელს ისინი გადავიდნენ ჟანგბადის სკალაზე, რომლის მიხედვითაც ჟანგბადის ატომური მასის 1/16 მიიღეს ატომური მასის ერთეულად. ჟანგბადის იზოტოპების აღმოჩენის შემდეგ (16 O, 17 O, 18 O), ატომური მასების მითითება დაიწყო ორ მასშტაბზე: ქიმიური, რომელიც ემყარებოდა ბუნებრივი ჟანგბადის ატომის საშუალო მასის 1/16-ს და ფიზიკური, მასის ერთეული ატომის ნუკლიდის 1/16-ის ტოლია 16 O. ორი სასწორის გამოყენებას ჰქონდა მთელი რიგი უარყოფითი მხარეები, რის შედეგადაც 1961 წელს ისინი გადავიდნენ ერთ, ნახშირბადის შკალაზე.

ძირითად მდგომარეობაში.

ატომური მასის ერთეული არ არის ერთეულების საერთაშორისო სისტემის (SI) ერთეული, მაგრამ წონებისა და ზომების საერთაშორისო კომიტეტი მას კლასიფიცირებს, როგორც ერთეულს, რომელიც მისაღებია SI ერთეულების გამოყენებისთვის. რუსეთის ფედერაციაში, იგი დამტკიცებულია გამოსაყენებლად, როგორც არასისტემური ერთეული, დამტკიცების მოქმედების პერიოდის შეზღუდვის გარეშე განაცხადის ველში "ატომური ფიზიკა". GOST 8.417-2002-ის და „რუსეთის ფედერაციაში გამოსაყენებლად ნებადართული რაოდენობის ერთეულების შესახებ დებულებების“ შესაბამისად, განყოფილების სახელწოდება და აღნიშვნა „ატომური მასის ერთეული“ დაუშვებელია გამოყენებული იქნას ქვემრავალჯერადი და მრავალჯერადი SI პრეფიქსებით.

რეკომენდებულია IUPAP 1960 წელს და IUPAC 1961 წელს გამოსაყენებლად. ოფიციალურად რეკომენდირებულია ინგლისური ტერმინები ატომური მასის ერთეული(a.m.u.) და უფრო ზუსტი ერთიანი ატომური მასის ერთეული(u. a. m. u.) - „უნივერსალური ატომური მასის ერთეული“; რუსულენოვან სამეცნიერო და ტექნიკურ წყაროებში ეს უკანასკნელი ნაკლებად გამოიყენება.

რიცხვითი მნიშვნელობა

1997 წელს, IUPAC-ის ტერმინების სახელმძღვანელოს მე-2 გამოცემამ დაადგინა a-ს რიცხვითი მნიშვნელობა. ჭამე. :

1 ა. ე.მ = 1660 540 2(10)×10 −27 კგ= 1.660 540 2(10)×10 −24.

1 ა. e.m., გამოხატული გრამებით, რიცხობრივად უდრის ავოგადროს რიცხვის ორმხრივს, ანუ 1/ N A, გამოხატული mol −1-ში. გარკვეული ნივთიერების მოლური მასა, გამოხატული გრამებით თითო მოლზე, რიცხობრივად იგივეა, რაც ამ ნივთიერების მოლეკულის მასა, გამოხატული a. ჭამე.

ვინაიდან ელემენტარული ნაწილაკების მასები, როგორც წესი, გამოხატულია ელექტრონვოლტებში, მნიშვნელოვანია კონვერტაციის ფაქტორი eV-სა და a-ს შორის. ჭამე. :

1 ა. ე.მ = 0.931 494 095 4(57) გევ/წ 2; 1 გევ/წმ 2 = 1.073 544 110 5(66) ა. ჭამე. 1 ა. ე.მ = 1660 539 040(20)×10 −27 კგ.

ამბავი

დაწერეთ მიმოხილვა სტატიის შესახებ "მასის ატომური ერთეული"

ბმულები

• (ინგლისური)

შენიშვნები

ლიტერატურა

• ატომური მასის ერთეულები // ფიზიკური ენციკლოპედიური ლექსიკონი (5 ტომი) / B. A. Vvedensky. - მ.: სოვ. ენციკლოპედია, 1960. - T. 1. - P. 117. - 664 გვ.
• გარშინი A.P.ფარდობითი ატომური მასა //. - პეტერბურგი. : პეტრე, 2011. - გვ.11-13, 16-19. - 288 გვ. - ISBN 978-5-459-00309-3.
• // ფიზიკური ენციკლოპედია (5 ტომი) / A. M. Prokhorov (ed. volume). - მ.: სოვ. ენციკლოპედია, 1988. - T. 1. - P. 151–152. - 704 გვ.
• // ქიმიური ენციკლოპედია (5 ტომი) / I. L. Knunyants (ed. volume). - მ.: სოვ. ენციკლოპედია, 1988. - T. 1. - P. 216. - 623 p.

ატომური მასის ერთეულის დამახასიათებელი ამონაწერი

პიერი იჯდა მისაღებში, სადაც შინშინმა, თითქოს უცხოეთიდან ჩამოსულ სტუმართან ერთად, დაიწყო მასთან პიერისთვის მოსაწყენი პოლიტიკური საუბარი, რომელსაც სხვებიც შეუერთდნენ. როდესაც მუსიკა დაიწყო, ნატაშა მისაღებში შევიდა და პირდაპირ პიერთან მივიდა, სიცილით და გაწითლებული თქვა:
-დედამ მითხრა ცეკვა გთხოვო.
- მეშინია ფიგურების აღრევის, - თქვა პიერმა, - მაგრამ თუ გინდა იყო ჩემი მასწავლებელი...
და სქელი ხელი გაუწოდა, დაბლა ჩამოუშვა გამხდარ გოგონას.
სანამ წყვილები დალაგდნენ და მუსიკოსები მწკრივდნენ, პიერი თავის პატარა ქალბატონთან ერთად დაჯდა. ნატაშა სრულიად ბედნიერი იყო; ცეკვავდა დიდთან, უცხოეთიდან ჩამოსულთან. ყველას თვალწინ იჯდა და დიდი გოგოვით ელაპარაკებოდა. ხელში ფანი ეჭირა, რომელიც ერთმა ახალგაზრდა ქალბატონმა მისცა დასაჭერად. და, ყველაზე საერო პოზაზე დაშვებით (ღმერთმა იცის, სად და როდის ისწავლა ეს), მან, გულშემატკივართა მეშვეობით გაიღიმა, ისაუბრა თავის ჯენტლმენთან.
- რა არის, რა არის? შეხედე, შეხედე, - თქვა მოხუცმა გრაფინიამ, დარბაზი გაიარა და ნატაშაზე მიუთითა.
ნატაშა გაწითლდა და გაეცინა.
- აბა, შენ რა დედა? აბა, რა სახის ნადირობას ეძებთ? რა არის აქ გასაკვირი?

მესამე ეკო სესიის შუაში, მისაღებში სკამებმა, სადაც გრაფი და მარია დმიტრიევნა თამაშობდნენ, მოძრაობა დაიწყო და საპატიო სტუმრებისა და მოხუცების უმეტესობამ დიდი ხნის ჯდომის შემდეგ გაიჭიმა და საფულეები და ჩანთები ჩადო. ჯიბეებში, დარბაზის კარებიდან გავიდა. მარია დმიტრიევნა გრაფით წინ წავიდა - ორივე მხიარული სახეებით. გრაფმა, სათამაშო თავაზიანობით, ბალეტის მსგავსად, მომრგვალებული ხელი გაუწოდა მარია დმიტრიევნას. ის გასწორდა და სახეზე განსაკუთრებით მამაცი, ეშმაკური ღიმილი გაუბრწყინდა და როგორც კი ეკოსაზის ბოლო ფიგურა იცეკვა, მუსიკოსებს ხელები დაუკრა და გუნდს დაუძახა და პირველ ვიოლინოს მიმართა:
- სემიონ! იცნობთ დანილა კუპორს?
ეს იყო გრაფის საყვარელი ცეკვა, რომელსაც ის ცეკვავდა ახალგაზრდობაში. (დანილო კუპორი სინამდვილეში იყო კუთხეების ერთი ფიგურა.)
- შეხედე მამა, - შესძახა ნატაშამ მთელ დარბაზს (სრულიად დაავიწყდა, რომ დიდთან ცეკვავდა), ხუჭუჭა თავი მუხლებზე დახარა და მთელი დარბაზის ხმაური სიცილი ატყდა.
მართლაც, დარბაზში ყველამ სიხარულის ღიმილით შეხედა მხიარულ მოხუცს, რომელიც თავის ღირსეული ქალბატონის მარია დმიტრიევნას გვერდით, რომელიც მასზე მაღალი იყო, ხელები მოიმრგვალა, დროულად შეაკანკალა, მხრები გაისწორა, ატრიალდა. ფეხებს, ოდნავ აწებებდა ფეხებს და მრგვალ სახეზე სულ უფრო და უფრო აყვავებული ღიმილით ამზადებდა აუდიტორიას მომავალისთვის. როგორც კი გაისმა დანილა კუპორის მხიარული, გამომწვევი ხმები, მხიარული ჭექა-ქუხილის მსგავსი, დარბაზის ყველა კარი მოულოდნელად გაივსო ერთ მხარეს მამაკაცის სახეებით, ხოლო მეორეზე ქალების ღიმილიანი მსახურებით, რომლებიც გამოვიდნენ. შეხედე მხიარულ ოსტატს.
-მამა ჩვენია! არწივი! – ხმამაღლა თქვა ძიძამ ერთი კარიდან.
გრაფი კარგად ცეკვავდა და იცოდა, მაგრამ მისმა ქალბატონმა არ იცოდა როგორ და არ სურდა კარგად ცეკვა. მისი უზარმაზარი სხეული თავდაყირა იდგა და ძლევამოსილი მკლავები ჩამოკიდებული იყო (გრაფინიას ბადე გადასცა); მხოლოდ მისი მკაცრი, მაგრამ ლამაზი სახე ცეკვავდა. რაც გამოიხატებოდა გრაფის მთელ მრგვალ ფიგურაში, მარია დმიტრიევნაში მხოლოდ სულ უფრო მომღიმარი სახით და აკანკალებული ცხვირით იყო გამოხატული. მაგრამ თუ გრაფმა, რომელიც სულ უფრო უკმაყოფილო ხდებოდა, აუდიტორიას მოხიბლავდა მისი რბილი ფეხების ოსტატურად მოხვევითა და მსუბუქი ხტუნვით, მარია დმიტრიევნა, ოდნავი მონდომებით მხრების მოძრაობით ან რიგრიგობით ხელების დამრგვალებით და ჭედურობით, არ თქვა. ნაკლები შთაბეჭდილება დამსახურებაზე, რაც ყველამ დააფასა მისი სიმსუქნე და მუდმივად არსებული სიმძიმე. ცეკვა უფრო და უფრო ანიმაციური ხდებოდა. კოლეგებმა ერთი წუთითაც ვერ მიიპყრო ყურადღება და არც უცდია. ყველაფერი გრაფი და მარია დმიტრიევნა იყო დაკავებული. ნატაშამ ხელები და კაბები გადასწია ყველა დამსწრეებს, რომლებიც უკვე მოცეკვავეებს უყურებდნენ და მოითხოვა, რომ მამას შეეხედათ. ცეკვის შუალედებში გრაფმა ღრმად ამოისუნთქა, ააფეთქა და დაუძახა მუსიკოსებს, სწრაფად დაეკრათ. უფრო სწრაფად, უფრო სწრაფად და სწრაფად, უფრო სწრაფად და უფრო სწრაფად, რიცხვი გაიშალა, ახლა ფეხის წვერებზე, ახლა ქუსლებზე, მიტრიალდა მარია დმიტრიევნას გარშემო და ბოლოს, თავის ქალბატონს მიუბრუნდა, ბოლო ნაბიჯი გადადგა და რბილი ფეხი მაღლა ასწია. უკნიდან, გაოფლიანებული თავი გაღიმებული სახით დახარა და მარჯვენა ხელი მრგვალად ატრიალებდა ტაშისა და სიცილის ფონზე, განსაკუთრებით ნატაშასგან. ორივე მოცეკვავე გაჩერდა, ძლიერად ამოისუნთქა და კამბრიკის ცხვირსახოცებით მოიწმინდა თავი.
”ჩვენს დროში ასე ცეკვავდნენ, მაშ,” თქვა გრაფმა.
- ოჰ, დანილა კუპორი! - თქვა მარია დმიტრიევნამ, მძიმედ და დიდხანს გამოუშვა სული და ხელები აიჩეჩა.

სანამ როსტოვები დარბაზში მეექვსე ანგლაიზს ცეკვავდნენ დაღლილი მუსიკოსების ხმების ქვეშ და დაღლილი მიმტანები და მზარეულები ვახშამს ამზადებდნენ, მეექვსე დარტყმა გრაფ ბეზუხიმ დაარტყა. ექიმებმა განაცხადეს, რომ გამოჯანმრთელების იმედი არ არსებობს; პაციენტს მიეცა ჩუმად აღსარება და ზიარება; ისინი ამზადებდნენ გალაშქრებისთვის და სახლში იყო აურზაური და მოლოდინის შფოთვა, რომელიც ხშირია ასეთ მომენტებში. სახლის გარეთ, ჭიშკრის მიღმა, მესაფლავეები ხალხმრავლობდნენ, მოახლოებული ვაგონებისგან იმალებოდნენ და გრაფის დაკრძალვის მდიდარ შეკვეთას ელოდნენ. მოსკოვის მთავარსარდალი, რომელიც გამუდმებით აგზავნიდა ადიუტანტებს გრაფის პოზიციის შესასწავლად, იმ საღამოს თავად მოვიდა გამოსამშვიდობებლად ცნობილი ეკატერინეს დიდგვაროვანთან, გრაფ ბეზუხიმთან.
დიდებული მისაღები ოთახი სავსე იყო. ყველა პატივისცემით ფეხზე წამოდგა, როდესაც მთავარსარდალი, რომელიც პაციენტთან დაახლოებით ნახევარი საათის განმავლობაში იყო მარტო, გამოვიდა იქიდან, ოდნავ დააბრუნა მშვილდები და ცდილობდა რაც შეიძლება სწრაფად გაევლო ექიმების, სასულიერო პირებისა და ახლობლების მზერა. მასზე დაფიქსირებული. პრინცი ვასილი, რომელმაც ამ დღეებში წონაში დაიკლო და გაფითრდა, დაინახა მთავარსარდალი და ჩუმად რამდენჯერმე გაუმეორა რაღაც.
მთავარსარდლის გაცილების შემდეგ, პრინცი ვასილი მარტო დაჯდა დარბაზში სკამზე, ფეხები მაღლა გადააჯვარედინა, იდაყვი დაეყრდნო მუხლზე და თვალები დახუჭა ხელით. ცოტა ხნით ასე ჯდომის შემდეგ ფეხზე წამოდგა და უჩვეულოდ აჩქარებული ნაბიჯებით, შეშინებული თვალებით მიმოიხედა გრძელ დერეფანში სახლის უკანა ნახევრისკენ, უფროს პრინცესასთან.
მკრთალად განათებულ ოთახში მყოფნი არათანაბარი ჩურჩულით ესაუბრებოდნენ ერთმანეთს და ყოველ ჯერზე დუმდნენ და კითხვითა და მოლოდინით სავსე თვალებით უყურებდნენ კარს, რომელიც მომაკვდავის ოთახებისკენ მიდიოდა და სუსტ ხმას იღებდნენ, როცა ვიღაც გამოვიდა. მასში ან შევიდა.
- ადამიანური ზღვარი, - უთხრა მოხუცმა სასულიერო პირმა ქალბატონს, რომელიც მის გვერდით ჩამოჯდა და გულუბრყვილოდ უსმენდა, - ზღვარი დაწესებულია, მაგრამ ვერ გადალახავთ.
”მაინტერესებს, გვიანია თუ არა დაშლის გაკეთება?” - სულიერი ტიტულის დამატებასთან ერთად, ჰკითხა ქალბატონმა, თითქოს ამ საკითხზე საკუთარი აზრი არ ჰქონდა.
- დიდი ზიარებაა, დედაო, - უპასუხა სასულიერო პირმა და ხელი გადაუსვა მელოტ ლაქაზე, რომლის გასწვრივ რამდენიმე ღერი დავარცხნილი, ნახევრად ნაცრისფერი თმა ეშვებოდა.
-Ეს ვინ არის? თავად მთავარსარდალი იყო? - ჰკითხეს ოთახის მეორე ბოლოში. - რა ახალგაზრდობაა!...
- და მეშვიდე ათწლეული! რას, ამბობენ, გრაფი ვერ გაიგებს? გინდოდათ უნქციის შესრულება?

და უდრის ამ ნუკლიდის მასის 1/12-ს.

რეკომენდირებულია IUPAP-ის მიერ და IUPAC წლების განმავლობაში გამოსაყენებლად. ოფიციალურად რეკომენდირებულია ინგლისური ტერმინები ატომური მასის ერთეული (a.m.u.)და უფრო ზუსტი - ერთიანი ატომური მასის ერთეული (u.a.m.u.)(მასის უნივერსალური ატომური ერთეული, მაგრამ ნაკლებად ხშირად გამოიყენება რუსულენოვან სამეცნიერო და ტექნიკურ წყაროებში).

1 ა. e.m., გამოხატული გრამებით, რიცხობრივად უდრის ავოგადროს რიცხვის ორმხრივს, ანუ 1/N A, გამოხატული მოლ -1-ში. მოცემული ელემენტის მოლური მასა, გამოხატული გრამებით თითო მოლზე, რიცხობრივად იგივეა, რაც ამ ელემენტის მოლეკულის მასა, გამოხატული a. ჭამე.

ვინაიდან ელემენტარული ნაწილაკების მასები, როგორც წესი, გამოხატულია ელექტრონ ვოლტებში, მნიშვნელოვანია კონვერტაციის ფაქტორი eV-სა და a-ს შორის. ჭამე. :

1 ა. ე.მ. ≈ 0.931 494 028(23) გევ/ გ²; 1 გევ/ გ² ≈ 1.073 544 188(27) ა. დილის 1 საათი. ე.მ კგ.

ამბავი

ატომური მასის კონცეფცია შემოიღო ჯონ დალტონმა 1995 წელს; ატომური მასის საზომი ერთეული იყო ჯერ წყალბადის ატომის მასა (ე.წ. წყალბადის მასშტაბი). ბერცელიუსმა გამოაქვეყნა ატომური მასების ცხრილი, რომელიც მიუთითებდა ჟანგბადის ატომურ მასაზე, მიღებულ იქნა 103. ბერცელიუსის ატომური მასების სისტემა ჭარბობდა 1860-იან წლებამდე, სანამ ქიმიკოსებმა კვლავ მიიღეს წყალბადის მასშტაბი. მაგრამ ისინი გადავიდნენ ჟანგბადის სკალაზე, რომლის მიხედვითაც ჟანგბადის ატომური მასის 1/16 იყო აღებული ატომური მასის ერთეულად. ჟანგბადის იზოტოპების აღმოჩენის შემდეგ (16 O, 17 O, 18 O), ატომური მასების მითითება დაიწყო ორ მასშტაბზე: ქიმიური, რომელიც ემყარებოდა ბუნებრივი ჟანგბადის ატომის საშუალო მასის 1/16-ს და ფიზიკური, მასის ერთეული, რომელიც უდრის ატომის ნუკლიდის მასის 1/16-ს 16 O. ორი სასწორის გამოყენებას ჰქონდა მთელი რიგი უარყოფითი მხარეები, რის შედეგადაც ისინი გადავიდნენ ერთ, ნახშირბადის შკალაზე.

ბმულები

• ძირითადი ფიზიკური მუდმივები --- სრული სია

შენიშვნები

13.4. ატომური ბირთვი

13.4.2. მასობრივი დეფექტი. ნუკლეონების შეკავშირების ენერგია ბირთვში

ბირთვის შემადგენელი ნუკლეონების მასა აღემატება ბირთვის მასას. როდესაც ბირთვი იქმნება, საკმაოდ დიდი ენერგია გამოიყოფა ნუკლეონებიდან. ეს ხდება იმის გამო, რომ ნუკლეონის მასის ნაწილი ენერგიად გარდაიქმნება.

ბირთვის ცალკეულ ნუკლეონებად "გაყოფისთვის", იგივე რაოდენობის ენერგია უნდა დაიხარჯოს. სწორედ ეს გარემოება განსაზღვრავს ბუნებრივად არსებული ბირთვების უმეტესობის სტაბილურობას.

მასის დეფექტი არის განსხვავება ბირთვის შემქმნელი ყველა ნუკლეონის მასასა და ბირთვის მასას შორის:

∆m = M N − m შხამი,

აშკარად, მასის დეფექტის გამოთვლის ფორმულა შემდეგია:

∆m = Zm p + (A − Z )m n − m შხამი,

სადაც Z არის ბირთვის მუხტის რიცხვი (ბირთვში პროტონების რაოდენობა); m p - პროტონის მასა; (A − Z) - ნეიტრონების რაოდენობა ბირთვში; A არის ბირთვის მასური რიცხვი; m n - ნეიტრონული მასა.

პროტონებისა და ნეიტრონების მასები საცნობარო სიდიდეებია.

ერთეულების საერთაშორისო სისტემაში მასა იზომება კილოგრამებში (1 კგ), მაგრამ მოხერხებულობისთვის პროტონისა და ნეიტრონის მასები ხშირად მოცემულია როგორც მასის ერთეულებში, ატომური მასის ერთეულებში (amu) და ენერგიის ერთეულებში, მეგაელექტრონვოლტებში (MeV). ).

პროტონისა და ნეიტრონის მასების კილოგრამებად გადასაყვანად საჭიროა:

• ჩაანაცვლეთ amu-ში მითითებული მასის მნიშვნელობა ფორმულაში

მ (a.u.m) ⋅ 1,66057 ⋅ 10 −27 = მ (კგ);

• ჩაანაცვლეთ MeV-ში მითითებული მასის მნიშვნელობა ფორმულაში

m (MeV) ⋅ | e | ⋅ 10 6 s 2 = m (კგ),

სად |e | - ელემენტარული მუხტი, |ე | = 1,6 ⋅ 10 −19 C; c არის სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში, c ≈ 3,0 ⋅ 10 8 მ/წმ.

პროტონებისა და ნეიტრონების მასების მნიშვნელობები მითითებულ ერთეულებში მოცემულია ცხრილში.

ნაწილაკი	წონა
	კგ	ა.ე.მ.	MeV
პროტონი	1,67262 ⋅ 10 −27	1,00728	938,28
ნეიტრონი	1,67493 ⋅ 10 −27	1,00866	939,57

ენერგია, რომელიც ტოლია ბირთვში Eb-ის ნუკლეონების შეკავშირების ენერგიისა, გამოიყოფა ცალკეული ნუკლეონებიდან ბირთვის წარმოქმნის დროს და დაკავშირებულია მასის დეფექტთან ფორმულით.

E St = ∆mc 2,

სადაც Eb არის ბირთვში ნუკლეონების შებოჭვის ენერგია; Δm - მასის დეფექტი; c არის სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში, c = 3,0 ⋅ 10 8 მ/წმ.

ცალსახად, ბირთვში ნუკლეონების შებოჭვის ენერგიის გამოთვლის ფორმულა შემდეგია:

E st = (Z m p + (A − Z) m n − m შხამი) ⋅ c 2,

სადაც Z არის დამუხტვის ნომერი; m p - პროტონის მასა; A - მასობრივი რიცხვი; m n - ნეიტრონული მასა; მ შხამი არის ბირთვის მასა.

შემაკავშირებელი ენერგიის არსებობის გამო, ატომის ბირთვები სტაბილურია.

მკაცრად რომ ვთქვათ, ბირთვში ნუკლეონების შებოჭვის ენერგია არის უარყოფითი მნიშვნელობა, ვინაიდან სწორედ ეს ენერგია აკლია ბირთვს ცალკეულ ნუკლეონებად დასაყოფად. თუმცა, პრობლემების გადაჭრისას, ჩვეულებრივად არის საუბარი მისი მოდულის ტოლი შემაკავშირებელი ენერგიის მნიშვნელობაზე, ე.ი. ო დადებითი ღირებულება.

ბირთვის სიმტკიცის დასახასიათებლად გამოიყენეთ სპეციფიკური შებოჭვის ენერგია- შებოჭვის ენერგია თითო ნუკლეონზე:

E st ud = E st A,

სადაც A არის მასის რიცხვი (ემთხვევა ბირთვში არსებული ნუკლეონების რაოდენობას).

რაც უფრო დაბალია სპეციფიკური შებოჭვის ენერგია, მით უფრო ნაკლებად ძლიერია ბირთვი.

ელემენტები, რომლებიც მდებარეობს ცხრილის ბოლოს D.I. მენდელეევს, აქვთ დაბალი შებოჭვის ენერგია, ამიტომ აქვთ ქონება რადიოაქტიურობა. მათ შეუძლიათ სპონტანურად გახრწნიან ახალი ელემენტების შესაქმნელად.

შებოჭვის ენერგია ერთეულთა საერთაშორისო სისტემაში იზომება ჯოულებში (1 ჯ). თუმცა, პრობლემები ხშირად მოითხოვს სავალდებულო ენერგიას მეგაელექტრონვოლტებში (MeV).

შეკავშირების ენერგია MeV-ში შეიძლება გამოითვალოს ორი გზით:

1) შებოჭვის ენერგიის გამოთვლის ფორმულაში ჩაანაცვლეთ ყველა მასის მნიშვნელობები კილოგრამებში, ჯერ მიიღეთ შემაკავშირებელი ენერგიის მნიშვნელობა ჯოულებში:

E St (J) = (Z m p + (A − Z) m n − m შხამი) ⋅ s 2,

სადაც m p, m n, m შხამი არის პროტონის, ნეიტრონისა და ბირთვის მასები კილოგრამებში; შემდეგ გადაიყვანეთ ჯოულები მეგაელექტრონვოლტებად ფორმულის გამოყენებით

E სინათლე (MeV) = E სინათლე (J) | e | ⋅ 10 6,

სად |e | - ელემენტარული მუხტი, |ე | = 1,6 ⋅ 10 −19 C;

2) მასის დეფექტის გამოთვლის ფორმულაში ჩაანაცვლეთ ყველა მასის მნიშვნელობები ატომური მასის ერთეულებში; მიიღეთ მასის დეფექტის მნიშვნელობა ასევე ატომური მასის ერთეულებში:

Δ m (a.u.m.) = Z m p + (A - Z) m n - m შხამი,

სადაც m p, m n, m შხამი არის პროტონის, ნეიტრონისა და ბირთვის მასები ატომური მასის ერთეულებში; შემდეგ გავამრავლოთ შედეგი 931.5-ზე:

E სინათლე (MeV) = Δ m (a.m.u.) ⋅ 931,5.

მაგალითი 11. პროტონისა და ნეიტრონის დანარჩენი მასები უდრის 1,00728 ამუს. და 1.00866 ამუ შესაბამისად. ჰელიუმის იზოტოპის H 2 3 e ბირთვს აქვს 3,01603 amu მასა. იპოვეთ ნუკლეონის სპეციფიკური შებოჭვის ენერგიის მნიშვნელობა მითითებული იზოტოპის ბირთვში.

გამოსავალი . ენერგია, რომელიც ტოლია ბირთვში არსებული ნუკლეონების შემაკავშირებელ ენერგიას, გამოიყოფა ცალკეული ნუკლეონებიდან ბირთვის წარმოქმნის დროს და დაკავშირებულია მასის დეფექტთან ფორმულით.

E St = ∆mc 2,

სადაც Δm არის მასის დეფექტი; c არის სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში, c = 3,00 ⋅ 10 8 მ/წმ.

მასის დეფექტი არის განსხვავება ბირთვის შემქმნელი ყველა ნუკლეონის მასასა და ბირთვის მასას შორის:

∆m = M N − m შხამი,

სადაც M N არის ბირთვის შემადგენელი ყველა ნუკლეონის მასა; მ შხამი არის ბირთვის მასა.

ყველა ნუკლეონის მასა, რომლებიც ქმნიან ბირთვს, ემატება:

• ყველა პროტონის მასიდან -

Mp = Zmp,

სადაც Z არის ჰელიუმის იზოტოპის მუხტის რიცხვი, Z = 2; m p - პროტონის მასა;

• ყველა ნეიტრონის მასიდან -

M n = (A − Z )m n,

სადაც A არის ჰელიუმის იზოტოპის მასური რიცხვი, A = 3; m n - ნეიტრონული მასა.

ამრიგად, მასის დეფექტის გამოთვლის აშკარა ფორმულა შემდეგია:

Δ m = Z m p + (A − Z) m n − m შხამი,

ხოლო ბირთვში ნუკლეონების შებოჭვის ენერგიის გამოთვლის ფორმულა არის

E St = (Z m p + (A − Z) m n − m შხამი) ⋅ c 2.

იმისათვის, რომ მიიღოთ შემაკავშირებელი ენერგია MeV-ში, შეგიძლიათ ჩაანაცვლოთ პროტონის, ნეიტრონის და ბირთვის მასები ამუში დაწერილ ფორმულაში. და ისარგებლეთ მასისა და ენერგიის ეკვივალენტობით (1 ამუ უდრის 931,5 მევ-ს), ე.ი. გამოთვალეთ ფორმულის გამოყენებით

E სინათლე (MeV) = (Z m p (a.u.m.) + (A - Z) m n (a.u.m.) − m შხამი (a.u.m.)) ⋅ 931.5.

გამოთვლა იძლევა ჰელიუმის იზოტოპის ბირთვში ნუკლეონის შემაკავშირებელ ენერგიას:

E სინათლე (MeV) = (2 ⋅ 1,00728 + (3 − 2) ⋅ 1,00866 − 3,01603) ⋅ 931,5 = 6,700 მევ.

სპეციფიკური შებოჭვის ენერგია (დაკავშირების ენერგია თითო ნუკლეონზე) არის თანაფარდობა

E st ud = E st A,

სადაც A არის ნუკლეონების რაოდენობა მითითებული იზოტოპის ბირთვში (მასობრივი რიცხვი), A = 3.

მოდით გამოვთვალოთ:

E st ud = 6,70 3 = 2,23 მევ/ნუკლეონი.

ჰელიუმის იზოტოპის H 2 3 e ბირთვში ნუკლეონის სპეციფიკური შეკავშირების ენერგია არის 2,23 მევ/ნუკლეონი.

ატომური მასაარის ყველა პროტონის, ნეიტრონის და ელექტრონის მასების ჯამი, რომლებიც ქმნიან ატომს ან მოლეკულას. პროტონებთან და ნეიტრონებთან შედარებით, ელექტრონების მასა ძალიან მცირეა, ამიტომ გამოთვლებში არ არის გათვალისწინებული. მიუხედავად იმისა, რომ ეს არ არის ფორმალურად სწორი, ტერმინი ხშირად გამოიყენება ელემენტის ყველა იზოტოპის საშუალო ატომური მასის აღსანიშნავად. ეს არის რეალურად ფარდობითი ატომური მასა, რომელსაც ასევე უწოდებენ ატომური წონაელემენტი. ატომური წონა არის ბუნებაში ნაპოვნი ელემენტის ყველა იზოტოპის ატომური მასების საშუალო. ქიმიკოსებმა თავიანთი სამუშაოს შესრულებისას უნდა განასხვავონ ატომური მასის ეს ორი ტიპი - მაგალითად, არასწორმა ატომურმა მასამ შეიძლება გამოიწვიოს რეაქციის გამომუშავების არასწორი შედეგი.

ნაბიჯები

ელემენტების პერიოდული ცხრილიდან ატომური მასის პოვნა

ისწავლეთ როგორ იწერება ატომური მასა.ატომური მასა, ანუ მოცემული ატომის ან მოლეკულის მასა, შეიძლება გამოიხატოს სტანდარტული SI ერთეულებით - გრამი, კილოგრამი და ა.შ. თუმცა, იმის გამო, რომ ამ ერთეულებში გამოხატული ატომური მასები ძალიან მცირეა, ისინი ხშირად იწერება ერთიანი ატომური მასის ერთეულებში, ან მოკლედ amu. - ატომური მასის ერთეულები. ერთი ატომური მასის ერთეული უდრის სტანდარტული იზოტოპის ნახშირბად-12-ის მასის 1/12-ს.

• ატომური მასის ერთეული ახასიათებს მასას მოცემული ელემენტის ერთი მოლი გრამებში. ეს მნიშვნელობა ძალზე სასარგებლოა პრაქტიკულ გამოთვლებში, რადგან მისი გამოყენება შესაძლებელია ატომების მოცემული რაოდენობის ან მოცემული ნივთიერების მოლეკულების მასის მოლებად გადაქცევისთვის და პირიქით.

1. იპოვეთ ატომური მასა პერიოდულ სისტემაში.სტანდარტული პერიოდული ცხრილების უმეტესობა შეიცავს თითოეული ელემენტის ატომურ მასებს (ატომურ წონას). როგორც წესი, ისინი ჩამოთვლილია, როგორც რიცხვი ელემენტის უჯრედის ბოლოში, ქიმიური ელემენტის გამოსახული ასოების ქვემოთ. ჩვეულებრივ, ეს არ არის მთელი რიცხვი, არამედ ათობითი წილადი.

   გახსოვდეთ, რომ პერიოდული სისტემა იძლევა ელემენტების საშუალო ატომურ მასებს.როგორც უკვე აღვნიშნეთ, პერიოდულ სისტემაში თითოეული ელემენტისთვის მოცემული ფარდობითი ატომური მასები არის ატომის ყველა იზოტოპის მასების საშუალო. ეს საშუალო მნიშვნელობა ღირებულია მრავალი პრაქტიკული მიზნისთვის: მაგალითად, იგი გამოიყენება რამდენიმე ატომისგან შემდგარი მოლეკულების მოლური მასის გამოსათვლელად. თუმცა, როდესაც საქმე გაქვთ ცალკეულ ატომებთან, ეს მნიშვნელობა ჩვეულებრივ არ არის საკმარისი.

   • ვინაიდან საშუალო ატომური მასა არის რამდენიმე იზოტოპის საშუალო მნიშვნელობა, პერიოდულ ცხრილში ნაჩვენები მნიშვნელობა არ არის ზუსტინებისმიერი ცალკეული ატომის ატომური მასის მნიშვნელობა.
   • ცალკეული ატომების ატომური მასები უნდა გამოითვალოს ერთ ატომში პროტონებისა და ნეიტრონების ზუსტი რაოდენობის გათვალისწინებით.

ცალკეული ატომის ატომური მასის გამოთვლა

1. იპოვეთ მოცემული ელემენტის ან მისი იზოტოპის ატომური ნომერი.ატომური რიცხვი არის პროტონების რაოდენობა ელემენტის ატომებში და არასოდეს იცვლება. მაგალითად, წყალბადის ყველა ატომი და მხოლოდმათ აქვთ ერთი პროტონი. ნატრიუმის ატომური რიცხვი არის 11, რადგან მას აქვს თერთმეტი პროტონი თავის ბირთვში, ხოლო ჟანგბადის ატომური რიცხვი არის რვა, რადგან მას აქვს რვა პროტონი თავის ბირთვში. თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ნებისმიერი ელემენტის ატომური ნომერი პერიოდულ ცხრილში - მის თითქმის ყველა სტანდარტულ ვერსიაში, ეს რიცხვი მითითებულია ქიმიური ელემენტის ასოების აღნიშვნის ზემოთ. ატომური რიცხვი ყოველთვის დადებითი მთელი რიცხვია.

   • დავუშვათ, ჩვენ გვაინტერესებს ნახშირბადის ატომი. ნახშირბადის ატომებს ყოველთვის აქვთ ექვსი პროტონი, ამიტომ ვიცით, რომ მისი ატომური რიცხვია 6. გარდა ამისა, ჩვენ ვხედავთ, რომ პერიოდულ სისტემაში, ნახშირბადის (C) უჯრედის ზედა ნაწილში არის რიცხვი "6", რაც მიუთითებს იმაზე, რომ ატომური ნახშირბადის ნომერი არის ექვსი.
   • გაითვალისწინეთ, რომ ელემენტის ატომური რიცხვი არ არის ცალსახად დაკავშირებული მის ფარდობით ატომურ მასასთან პერიოდულ სისტემაში. თუმცა, განსაკუთრებით ცხრილის ზედა ელემენტებისთვის, შეიძლება ჩანდეს, რომ ელემენტის ატომური მასა ორჯერ არის მის ატომურ რიცხვზე, ის არასოდეს გამოითვლება ატომური რიცხვის ორზე გამრავლებით.

2. იპოვეთ ნეიტრონების რაოდენობა ბირთვში.ნეიტრონების რაოდენობა შეიძლება განსხვავებული იყოს ერთი და იგივე ელემენტის სხვადასხვა ატომისთვის. როდესაც ერთი და იგივე ელემენტის ორ ატომს პროტონების იგივე რაოდენობა აქვს სხვადასხვა რაოდენობის ნეიტრონები, ისინი ამ ელემენტის სხვადასხვა იზოტოპებია. პროტონების რაოდენობისგან განსხვავებით, რომელიც არასოდეს იცვლება, ნეიტრონების რაოდენობა მოცემული ელემენტის ატომებში ხშირად შეიძლება შეიცვალოს, ამიტომ ელემენტის საშუალო ატომური მასა იწერება როგორც ათობითი წილადი, რომლის მნიშვნელობა დევს ორ მიმდებარე მთელ რიცხვს შორის.

   დაამატეთ პროტონებისა და ნეიტრონების რაოდენობა.ეს იქნება ამ ატომის ატომური მასა. იგნორირება გაუკეთეთ ელექტრონების რაოდენობას, რომლებიც აკრავს ბირთვს - მათი საერთო მასა უკიდურესად მცირეა, ამიტომ ისინი პრაქტიკულად არ იმოქმედებენ თქვენს გამოთვლებზე.

ელემენტის ფარდობითი ატომური მასის (ატომური წონის) გამოთვლა

1. დაადგინეთ რომელი იზოტოპები შეიცავს ნიმუშს.ქიმიკოსები ხშირად განსაზღვრავენ კონკრეტული ნიმუშის იზოტოპის თანაფარდობას სპეციალური ხელსაწყოს გამოყენებით, რომელსაც ეწოდება მასის სპექტრომეტრი. თუმცა, ტრენინგის დროს, ეს მონაცემები მოგეწოდებათ დავალებების, ტესტების და ა.შ. სამეცნიერო ლიტერატურიდან აღებული მნიშვნელობების სახით.

   • ჩვენს შემთხვევაში, ვთქვათ, რომ საქმე გვაქვს ორ იზოტოპთან: ნახშირბად-12 და ნახშირბად-13.

2. განსაზღვრეთ ნიმუშში თითოეული იზოტოპის ფარდობითი სიმრავლე.თითოეული ელემენტისთვის, სხვადასხვა იზოტოპები გვხვდება სხვადასხვა თანაფარდობით. ეს კოეფიციენტები თითქმის ყოველთვის გამოხატულია პროცენტებში. ზოგიერთი იზოტოპი ძალიან გავრცელებულია, ზოგი კი ძალიან იშვიათი - ზოგჯერ იმდენად იშვიათია, რომ მათი აღმოჩენა ძნელია. ეს მნიშვნელობები შეიძლება განისაზღვროს მასის სპექტრომეტრიის გამოყენებით ან მოიძებნოს საცნობარო წიგნში.

   • დავუშვათ, რომ ნახშირბად-12-ის კონცენტრაცია არის 99%, ხოლო ნახშირბად-13 1%. ნახშირბადის სხვა იზოტოპები ნამდვილადარსებობს, მაგრამ იმდენად მცირე რაოდენობით, რომ ამ შემთხვევაში მათი უგულებელყოფა შეიძლება.

3. გავამრავლოთ თითოეული იზოტოპის ატომური მასა ნიმუშში მის კონცენტრაციაზე.გაამრავლეთ თითოეული იზოტოპის ატომური მასა მის პროცენტულ სიმრავლეზე (გამოსახული როგორც ათობითი). პროცენტების ათწილადად გადასაყვანად, უბრალოდ გაყავით ისინი 100-ზე. მიღებული კონცენტრაციები ყოველთვის უნდა დაემატოს 1-ს.

   • ჩვენი ნიმუში შეიცავს ნახშირბად-12-ს და ნახშირბად-13-ს. თუ ნახშირბად-12 შეადგენს ნიმუშის 99%-ს და ნახშირბად-13 შეადგენს 1%-ს, მაშინ გავამრავლოთ 12 (ნახშირბად-12-ის ატომური მასა) 0,99-ზე და 13 (ნახშირბად-13-ის ატომური მასა) 0,01-ზე.
   • საცნობარო წიგნებში მოცემულია პროცენტები კონკრეტული ელემენტის ყველა იზოტოპის ცნობილ რაოდენობებზე დაყრდნობით. ქიმიის სახელმძღვანელოების უმეტესობა შეიცავს ამ ინფორმაციას წიგნის ბოლოს ცხრილში. შესწავლილი ნიმუშისთვის იზოტოპების ფარდობითი კონცენტრაცია ასევე შეიძლება განისაზღვროს მასის სპექტრომეტრის გამოყენებით.

4. დაამატეთ შედეგები.შეაჯამეთ წინა ეტაპზე მიღებული გამრავლების შედეგები. ამ ოპერაციის შედეგად თქვენ იპოვით თქვენი ელემენტის ფარდობით ატომურ მასას - მოცემული ელემენტის იზოტოპების ატომური მასების საშუალო მნიშვნელობას. როდესაც განიხილება ელემენტი, როგორც მთლიანი, ვიდრე მოცემული ელემენტის კონკრეტული იზოტოპი, გამოიყენება ეს მნიშვნელობა.

   • ჩვენს მაგალითში 12 x 0.99 = 11.88 ნახშირბად-12-ისთვის და 13 x 0.01 = 0.13 ნახშირბად-13-ისთვის. ფარდობითი ატომური მასა ჩვენს შემთხვევაში არის 11,88 + 0,13 = 12,01 .

• ზოგიერთი იზოტოპი ნაკლებად სტაბილურია, ვიდრე სხვები: ისინი იშლება ელემენტების ატომებად, რომლებსაც აქვთ ნაკლები პროტონები და ნეიტრონები ბირთვში, ათავისუფლებენ ნაწილაკებს, რომლებიც ქმნიან ატომის ბირთვს. ასეთ იზოტოპებს რადიოაქტიურს უწოდებენ.