Sự khác biệt cơ bản giữa trọng lượng nguyên tử và khối lượng nguyên tử là trọng lượng nguyên tử là trọng lượng trung bình của một nguyên tố, đối với tất cả các đồng vị của nó và độ dồi dào tương đối của chúng, nhưng, khối lượng nguyên tử là khối lượng của một nguyên tử.
Hầu hết mọi người sử dụng các thuật ngữ khối lượng nguyên tử và trọng lượng nguyên tử thay thế cho nhau. Tuy nhiên, chúng mang những ý nghĩa khác nhau và nó gây ra sai số đáng kể trong tính toán vật liệu số lượng lớn nếu chúng ta coi hai thuật ngữ này là một.
Trọng lượng nguyên tử là gì?
Trọng lượng nguyên tử là trọng lượng trung bình của một nguyên tố, đối với tất cả các đồng vị của nó và độ dồi dào tương đối của chúng. Hầu hết các trường hợp, các nguyên tố hóa học đều có đồng vị; đồng vị là các dạng khác nhau của cùng một nguyên tố hóa học. Các đồng vị có cùng số proton (khiến chúng thuộc cùng một nguyên tố hóa học) và số nơtron khác nhau trong hạt nhân nguyên tử. Có những tỷ lệ phần trăm khác nhau của các đồng vị khác nhau xuất hiện trong tự nhiên. Chúng ta cần xem xét khối lượng nguyên tử của tất cả các đồng vị và phần trăm của chúng khi lấy khối lượng nguyên tử của một nguyên tố hóa học. Ở đó, chúng ta có thể tính khối lượng trung bình bằng cách sử dụng khối lượng nguyên tử của mỗi đồng vị để có được khối lượng nguyên tử. Trọng lượng nguyên tử mà chúng ta thấy trong bảng tuần hoàn được tính theo hiện tượng này.
Chúng ta có thể sử dụng hai bước sau để tính toán này;
- Đầu tiên, chuyển đổi tỷ lệ phần trăm thành giá trị thập phân bằng cách chia chúng với 100.
- Tiếp theo, nhân khối lượng nguyên tử của mỗi đồng vị với các giá trị thập phân tương ứng.
- Cuối cùng, hãy cộng các câu trả lời lại với nhau để có câu trả lời cuối cùng.
Video 1: Tính Trọng lượng Nguyên tử
Ví dụ: Giả sử chúng ta có 98% đồng vị C-12 và 2% đồng vị C-13 trong tự nhiên. Hãy để chúng tôi tính trọng lượng nguyên tử của cacbon bằng cách sử dụng khối lượng nguyên tử của các đồng vị này.
- Chuyển đổi thành giá trị thập phân:
- Giá trị thập phân cho phần trăm C-12 là 0,98 (nhận được bằng cách chia 98 cho 100).
- Giá trị thập phân cho phần trăm của C-13 là 0,02 (nhận được bằng cách chia 2 cho 100).
- Nhân khối lượng nguyên tử của mỗi đồng vị với các giá trị thập phân:
- 12 x 0,98=11,76
- 13 x 0,02=0,26
- Bổ sung các câu trả lời với nhau để có câu trả lời cuối cùng:
76 + 0,26=12,02
Cuối cùng, chúng ta có thể nhận được trọng lượng nguyên tử của nguyên tố hóa học cacbon là 12,02 amu (đơn vị khối lượng nguyên tử). Hơn nữa, chúng ta có thể đặt tên thuật ngữ này là "khối lượng nguyên tử tương đối" vì nó là trung bình của khối lượng nguyên tử thực tế của các đồng vị.
Khối lượng nguyên tử là gì?
Nguyên tử chủ yếu chứa proton, neutron và electron. Khối lượng nguyên tử chỉ đơn giản là khối lượng của một nguyên tử. Nói cách khác, nó là tập hợp khối lượng của tất cả các neutron, proton và electron trong một nguyên tử, cụ thể là khi nguyên tử không chuyển động (khối lượng nghỉ). Chúng ta chỉ lấy khối lượng nghỉ vì theo nguyên tắc cơ bản của vật lý khi các nguyên tử chuyển động với vận tốc rất lớn thì khối lượng sẽ tăng lên. Tuy nhiên, khối lượng của các electron rất nhỏ so với khối lượng của proton và neutron. Do đó, chúng ta có thể nói rằng sự đóng góp của các electron vào một khối lượng nguyên tử là ít hơn. Do đó chúng ta có thể bỏ qua khối lượng của một electron khi tính khối lượng nguyên tử. Trên hết, các đồng vị khác nhau có khối lượng nguyên tử khác nhau mặc dù chúng thuộc cùng một nguyên tố hóa học vì chúng có số nơtron khác nhau.
Hình 01: Chúng ta có thể sử dụng khối lượng của proton, neutron và electron của một nguyên tử để tính Khối lượng nguyên tử
Hơn nữa, khối lượng của các nguyên tử cực kỳ nhỏ, vì vậy chúng ta không thể biểu thị chúng bằng các đơn vị khối lượng bình thường như gam hay kilôgam. Đối với mục đích của chúng tôi, chúng tôi đang sử dụng một đơn vị khác gọi là đơn vị khối lượng nguyên tử (amu) để đo khối lượng nguyên tử. Tương tự, 1 đơn vị khối lượng nguyên tử là một phần mười hai khối lượng của đồng vị C-12. Khi chúng ta chia khối lượng của một nguyên tử với khối lượng của một phần mười hai khối lượng của đồng vị C-12, chúng ta có thể nhận được khối lượng tương đối của nó. Tuy nhiên, trong cách sử dụng chung khi chúng ta nói khối lượng nguyên tử tương đối của một nguyên tố, chúng ta muốn nói đến trọng lượng nguyên tử của chúng (vì chúng ta tính toán nó khi xem xét tất cả các đồng vị).
Sự khác biệt giữa Trọng lượng Nguyên tử và Khối lượng Nguyên tử là gì?
Hầu hết chúng ta sử dụng thuật ngữ trọng lượng nguyên tử và khối lượng nguyên tử như nhau. Tuy nhiên, hai thuật ngữ này khác nhau chủ yếu theo định nghĩa. Do đó, đi theo định nghĩa, sự khác biệt chính giữa trọng lượng nguyên tử và khối lượng nguyên tử là trọng lượng nguyên tử là trọng lượng trung bình của một nguyên tố, đối với tất cả các đồng vị của nó và độ dồi dào tương đối của chúng trong khi khối lượng nguyên tử là khối lượng của một nguyên tử..
Hơn nữa, chúng ta có thể xác định một sự khác biệt quan trọng khác giữa trọng lượng nguyên tử và khối lượng nguyên tử bằng cách xem xét cách tính từng giá trị; chúng ta nên tính khối lượng nguyên tử bằng cách sử dụng tỷ lệ phần trăm của tất cả các đồng vị của một nguyên tố hóa học trong tự nhiên trong khi chúng ta có thể tính khối lượng nguyên tử đơn giản bằng cách cộng khối lượng của proton, neutron và electron của một nguyên tử.
Tóm tắt - Khối lượng nguyên tử so với khối lượng nguyên tử
Khối lượng nguyên tử và khối lượng nguyên tử là hai thuật ngữ quan trọng mà chúng ta thường sử dụng trong các phép tính hóa học. Sự khác biệt cơ bản giữa trọng lượng nguyên tử và khối lượng nguyên tử là trọng lượng nguyên tử là trọng lượng trung bình của một nguyên tố, đối với tất cả các đồng vị của nó và độ dồi dào tương đối của chúng trong khi khối lượng nguyên tử là khối lượng của một nguyên tử.
