كيفية حساب الوزن الذري
يتم حساب الوزن الذري للعناصر من خلال عدة خطوات، وذلك كالآتي:
- تحديد الكتل الذرية لجميع النظائر المرتبطة بالعنصر من خلال المعادلة الآتية:
(عدد برتونات النظير×كتلة البرتونات (1.0073 و.ك.ذ)) + (عدد نيوترونات النظير×كتلة النيوترونات(1.0087 و.ك.ذ)).
- تحديد الوفرة النسبية لكل نظير، وتكون عادة على شكل نسبة مئوية.
- ضرب الكتلة الذرية لكل نظير بالوفرة النسبية لهذا النظير (يجب تحويل الوفرة النسبية إلى عدد عشري عن طريق قسمتها على 100).
- جمع نواتج الضرب وتثبيت الناتج.
- ويمكن اختصار جميع الخطوات السابقة ضمن المعادلة الآتية:
- الوزن الذري = ((الوفرة الطبيعية للنظير الأول%÷100)×الكتلة الذرية للنظير الأول) + ((الوفرة الطبيعية للنظير الثاني%÷100)×الكتلة الذرية للنظير الثاني) + (الوفرة الطبيعية للنظير الثالث%÷100)×الكتلة الذرية للنظير الثالث) + ... وهكذا
أمثلة على حساب الوزن الذري
- المثال الأول: احسب الوزن الذري لعنصر الكربون (C):
| النظير | عدد النيوكليونات | الكتلة الذرية للنظير | الوفرة النسبية للنظير |
|---|
| كربون-12 | 6 بروتونات، و6 نيوترونات | 12.0000 و.ك.ذ | 98.89% |
| كربون-13 | 6 بروتونات، و7 نيوترونات | 13.0034 و.ك.ذ | 1.110% |
- الحل: بتطبيق القانون ينتج أنّ: (0.9889×12.0000)+(0.0111×13.0034) = 12.0111 و.ك.ذ
- المثال الثاني: احسب الوزن الذري لعنصر النيون (Ne):
| النظير | عدد النيوكليونات | الكتلة الذرية للنظير | الوفرة النسبية للنظير |
|---|
| نيون-20 | 10 بروتونات ، و10 نيوترونات | 19.992 و.ك.ذ | 90.48% |
| نيون-21 | 10 بروتونات، و11 نيوترون | 20.994 و.ك.ذ | 0.27% |
| نيون-22 | 10 بروتونات، و12 نيوترون | 21.991 و.ك.ذ | 9.25% |
- الحل: التعويض بقانون الوزن الذري: (19.992×0.9048) + (20.994×0.0027) + (21.991×0.0925) = 20.18 و.ك.ذ
المثال الثالث:احسب الوزن الذري لعنصر الرصاص (Pb):
| النظير | عدد النيوكليونات | الكتلة الذرية للنظير | الوفرة النسبية للنظير |
|---|
| رصاص-204 | 82 بروتون، و122 نيوترون | 203.973 و.ك.ذ | 1.40% |
| رصاص-206 | 82 بروتون، و124 نيوترون | 205.974 و.ك.ذ | 24.10% |
| رصاص-207 | 82 بروتون، و125 نيوترون | 206.976 و.ك.ذ | 22.10% |
| رصاص-208 | 82 بروتون، و126 نيترون | 207.977 و.ك.ذ | 52.40% |
- الحل: التعويض بقانون الوزن الذري: (203.973×0.014) + (205.974×0.241) + (206.976×0.221) + (207.977×0.524) = 207.22 و.ك.ذ
- المثال الرابع: احسب الوزن الذري لعنصر الكلور (Cl):
| النظير | عدد النيوكليونات | الكتلة الذرية للنظير | الوفرة النسبية للنظير |
|---|
| كلور-35 | 17بروتون ، و18 نيوترون | 34.97 و.ك.ذ | 75.77% |
| كلور-37 | 17 بروتون، و20 نيوترون | 36.96 و.ك.ذ | 24.23% |
- الحل: التعويض بقانون الوزن الذري: (34.97×0.7577) + (36.967×0.2423) = 35.48 و.ك.ذ
المثال الخامس: احسب الوزن الذري لعنصر البورون (B):
| النظير | عدد النيوكليونات | الكتلة الذرية للنظير | الوفرة النسبية للنظير |
|---|
| بورون-10 | 5 بروتونات ، و5 نيوترونات | 10.013 و.ك.ذ | 19.9% |
| بورون-11 | 5 بروتونات، و6 نيوترونات | 11.009 و.ك.ذ | 80.1% |
- الحل: التعويض بقانون الوزن الذري: (10.013×0.199) + (11.009×0.801) = 10.80 و.ك.ذ
المثال السادس: احسب الوزن الذري لعنصر النيتروجين (N):
| النظير | عدد النيوكليونات | الكتلة الذرية للنظير | الوفرة النسبية للنظير |
|---|
| نيتروجين-14 | 7 بروتونات ، و7نيوترونات | 14.003074 و.ك.ذ | 99.63% |
| نيتروجين-15 | 7 بروتونات، و8 نيوترونات | 15.000108 و.ك.ذ | 0.37% |
- الحل: التعويض بقانون الوزن الذري: (14.003074×0.9963) + (15.000108×0.0037) = 14.007 و.ك.ذ
- المثال السابع: حدّد العدد الذري لعنصر الليثيوم (Li) من خلال معرفة أن عينة منه تحتوي على 400 ذرة من الليثيوم، 30 ذرة منها عبارة عن ليثيوم-6، وكتلته الذرية (6.015 غ/مول)، و370 ذرة ليثيوم-7، وكتلته الذرية 7.016 غ/مول).
- الحل:
- حساب الوفرة النسبية لكل نظير، عن طريق قسمة عدد ذرات كل نظير في هذه العينة على العدد الكلي للذرات الموجودة فيها:
- (ليثيوم-6): 400/30 = 0.075 =7.5%، (ليثيوم-7): 400/370 = 0.925 = 92.5%.
- حساب الوزن الذري بتطبيق القانون: (6.015×0.075) + (7.016×0.925) = 6.94 غم/مول.
- المثال الثامن: لذرات عنصر النحاس (Cu) نظيران طبيعيان فقط، أحد هذه النظائر هو (نحاس-63) الذي يتواجد بنسبة 69.15%، وكتلته الذرية هي 62.9296 و.ك.ذ، جد الكتلة الذرية للنظير الثاني.
- الحل:
- تحديد الوزن الذري للنحاس من خلال الجدول الدوري والذي يساوي 63.546 و.ك.ذ.
- تحديد الوفرة النسبية للنظير الثاني: 100% - 69.15% = 30.85%.
- التعويض بقانون الوزن الذري: (62.9296×0.6915) + (0.3085×س) = 63.546.
- تبسيط المعادلة السابقة كما يلي: 43.5158 + 0.3085×س = 63.546، 0.3085×س = 20.0302، ومنه: الكتلة الذرية للنطير الثاني = 64.9277 و.ك.ذ
- المثال التاسع: تبلغ قيمة الوزن الذري لعنصر الليثيوم 6.941 و.ك.ذ، ولذرته نظيران طبيعيان هما: (ليثيوم-6) وكتلته الذرية تساوي 6.0151 و.ك.ذ، (وليثيوم-7) وكتلته الذرية تساوي 7.0160 و.ك.ذ، جد الوفرة النسبية لكلا النظيرين.
- الحل:
- مجموع الوفرة النسبية للنظيرين هو 100%: الوفرة النسبية لنظير ليثيوم-6 (س) + الوفرة النسبية لنظير ليثيوم-7 (ص) = %100، ومنه: س+ص = 1، ص = 1-س.... المعادلة الأولى.
- التعويض بقانون الوزن الذري: (6.0151×س) + (7.0160×ص) = 6.941 .... المعادلة الثانية.
- تعويض قيمة ص من المعادلة الأولى في المعادلة الثانية لينتج أنّ: 6.0151×س+7.0160-7.0160×س = 6.941.
- تبسيط المعادلة السابقة لينتج أنّ: 1.0009×س = 0.075، ومنه: س = 0.0749 = 7.4%، وهي الوفرة الطبيعية للنظير الأول (ليثيوم-6).
- ص = 1- 0.075 = 0.9251 =92.51%، وهي الوفرة الطبيعية للنظير الثاني (ليثيوم-7).
- المثال العاشر: احسب الوزن الجزيئي للماء (H2O).
- الحل:
- الوزن الذري لذرتي الهيدروجين معاً = 2×1.00797 = 2.01594 و.ك.ذ
- الوزن الذري للأكسجين (O) = 15.9994 و.ك.ذ
- الوزن الجزيئي للماء= 2.01594 + 15.9994 = 18.02 و.ك.ذ
Source: mawdoo3.com