¿Cómo se calcula la masa atómica de carbono?

El termino "masa atomica"se refiere a la masa de un solo átomo. La masa de un solo átomo de carbono-12 se define exactamente como 12 u.

El término masa atomica También se usa a menudo (aunque técnicamente, incorrectamente) para referirse a la masa atómica promedio de todos los isótopos de un elemento

Esta segunda definición es en realidad la Masa atómica relativa de un elemento: un valor promedio único de la masa del elemento basado en las masas de sus isótopos.

El carbono tiene isótopos conocidos de 15, de los cuales solo dos (#""^12"C"color(white)(l) "and"color(white)(l) ""^13"C"#) son estables. #""^14"C"# existe solo en pequeñas cantidades, por lo que no hace una contribución medible a la masa atómica promedio.

El carbono consiste en 98.93% #""^12"C"# (12 u) y 1.07% #""^13"C"# (13.003 u). ¿Cuál es la masa atómica promedio de estos isótopos?

MÉTODO 1

Para encontrar la masa atómica promedio, se toma un cierto número de átomos, se encuentra la masa total de cada isótopo y luego se divide la masa total de todos los átomos por el número total de átomos.

Suponga que tiene, digamos, 10 000 átomos de carbono. Entonces tienes átomos 9893 de #""^12"C"# y átomos 107 de #""^13"C"#.

#"Mass of"color(white)(l) ""^12"C" = 9893 color(red)(cancel(color(black)("atoms"))) × "12 u"/(1 color(red)(cancel(color(black)("atom")))) = "118 716 u"#

#"Mass of"color(white)(l) ""^13"C" = 107color(red)(cancel(color(black)("atoms"))) × "13.003 u"/
(1 color(red)(cancel(color(black)("atom")))) =color(white)(ml) "1 390 u"#

#"Total mass"color(white)(l)color(white)(mmmmmmmmmmmmm) = "120 110 u"#

#"Average mass" = "120 110 u"/"10 000 atoms" = "12.011 u"#

MÉTODO 2

Otra forma de determinar la masa promedio es multiplicar la masa atómica de cada isótopo por su porcentaje y luego sumar los números.

Los dos métodos son matemáticamente equivalentes. Así,

#"Average mass" = "(0.9893 × 12 + 0.0107 × 13.003) u" = "(11.872 + 0.139) u" = "12.011 u"#

El Método 2 es probablemente matemáticamente más simple, pero el Método 1 deja en claro que está determinando una masa promedio.

Elige el método que prefieras.


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