回答:
それらが異なる質量の同位体の混合物として存在するので、大部分の元素の原子質量は分数である。
説明:
ほとんどの元素は異なる質量の同位体の混合物として存在します。分数原子質量はこの混合のために生じる。
平均質量=全原子の総質量/原子数。
原子の平均質量を計算する前に、類推をしましょう。
#color(blue)( "クラスに10人の少年(60kgの体重)と20人の女子(55kgの体重)が含まれるとします。"#
#color(青)( "生徒の平均的な体重はいくらですか。"#
#色(青)(「少年の質量= 600 kg」)#
#色(青)(「女の子の質量= 1100 kg」)#
#色(青)( "総生徒数= 1700 kg" "#
#色(青)( "1人の生徒の平均質量" = "1700 kg" / "30人の生徒" = "56.7 kg /生徒")#
それでは、この手法を使って、同位体混合物の平均質量を計算しましょう。
例
元素の80.0%が42.0 uの原子量を持ち、20.0%が43.0 uの原子量を持つ場合、混合物の平均質量はいくらですか?
溶液
1000個の原子があるとしましょう。 800は質量42.0 u、200は質量43.0 uになります。
# "800原子の質量= 800×42.0 u = 33 600 u"#
# "200原子の質量= 200×43.0 u = 8600 u"#
# "1000原子の質量= 42 200 u"#
# "原子の平均質量" = "42 200 u" / "1000原子" = "42.2 u / atom"#
代替ソリューション
平均質量は、各同位体の質量にその割合を掛けたものです。したがって、
# "平均質量= 80.0%×42.0 u + 20.0%×43.0 u = 33.6 u + 8.6 u = 42.2 u"#
2番目の方法は簡単ですが、その答えが平均原子量である理由は直感的には説明できません。