Бесплатные калькуляторы
⌕ Поиск

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 990 работающих калькуляторов

АТОМНАЯ ФИЗИКА · ОНЛАЙН

Средняя атомная масса элемента по изотопному составу

В природе большинство элементов встречается как смесь изотопов с разными массами, поэтому табличная атомная масса — не масса одного атома, а среднее по смеси. Введите массы изотопов и их долю в процентах, и калькулятор найдёт среднюю атомную массу.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
▦
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Точные массы нуклидов в атомных единицах массы, в том же порядке, что и распространённости.
Доли изотопов в природной смеси в процентах или в долях единицы; сумма может быть и не равна ровно 100.
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Взвешенное среднее

Среднее35,452938

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Как найти среднюю атомную массу элемента по изотопному составу

В периодической системе у хлора указана масса около 35,45, хотя атомов с такой массой в природе нет: существуют только лёгкий хлор-35 и тяжёлый хлор-37. Табличное число — результат усреднения по естественной смеси изотопов.

Чтобы вычислить среднюю атомную массу элемента по изотопному составу, достаточно знать массы нуклидов и их распространённость. Дальше разобраны формула, пример для хлора и магния, типичные ошибки и причины небольших расхождений с таблицами.

Идея среднего взвешенного для смеси изотопов

Если взять много атомов природного хлора, три четверти из них окажутся лёгкими, а четверть — тяжёлыми. Средняя масса атома лежит между 34,97 и 36,97 и ближе к лёгкому изотопу, потому что его больше.

Формально это среднее взвешенное: каждая масса умножается на долю изотопа, затем всё складывается. Если доли записаны в процентах, сумму делят на 100; калькулятор делит на сумму весов, поэтому ему подходят и проценты, и доли единицы.

Расчёт для хлора шаг за шагом

Исходные данные: хлор-35 имеет массу 34,96885268 а.е.м. и долю 75,76 %, хлор-37 — 36,96590260 а.е.м. и долю 24,24 %. Произведения равны примерно 2649,2 и 896,1, их сумма даёт около 3545,29.

Делим на 100 и получаем 35,4529 а.е.м. Это число совпадает с табличным значением хлора 35,45 в пределах округления, что служит хорошей проверкой того, что вы ввели массы и доли в правильном порядке.

Элементы с тремя и более изотопами

Магний состоит из трёх стабильных нуклидов с массами около 23,985, 24,986 и 25,983 а.е.м. при долях 78,99 %, 10,00 % и 11,01 %. Формула остаётся той же, просто в суммах появляется третье слагаемое.

Результат около 24,3051 а.е.м. близок к справочному 24,305. Калькулятор принимает список через пробел, поэтому можно вводить и редкие следовые изотопы, если их вклад нужно учесть явно.

Типичные ошибки при вводе масс и долей

Самая частая ошибка — перепутанный порядок: масса первого изотопа введена с долей второго. Тогда результат смещается к противоположному краю, и для хлора получится около 36,5 вместо 35,45.

Другая ошибка — использование массовых чисел 35 и 37 вместо точных масс. Для учебной оценки это допустимо и даст около 35,48, но при сравнении с таблицей правильнее брать точные значения нуклидов в атомных единицах массы.

Откуда берутся расхождения со справочником

Изотопный состав в природе слегка колеблется в зависимости от происхождения образца, поэтому современные справочники указывают для некоторых элементов интервалы атомной массы. Ваш результат — типовая оценка для среднего земного состава.

Расчёт не определяет состав неизвестного образца и не заменяет масс-спектрометрию. Для молекул и соединений сначала найдите атомные массы элементов, а затем сложите их с учётом числа атомов.

Где пригодится средняя атомная масса и что меняется при обогащении

Средняя атомная масса нужна для расчёта молярной массы веществ: например, для хлорида натрия складывают примерно 22,99 и 35,45 и получают около 58,44 г/моль. Без усреднения по изотопам такие расчёты в химии и физике были бы ошибочными в третьем знаке.

Если образец обогащён одним изотопом, формула остаётся той же, но веса другие. Для бора, где в природной смеси 19,9 % изотопа бор-10, обогащённый образец с 95 % бор-10 имеет среднюю массу около 10,063 а.е.м. вместо природных 10,811. Так оценивают состав материалов для ядерной техники и изотопной медицины.

Для проверки самостоятельно подставьте в калькулятор данные меди: нуклид медь-63 с массой 62,9295975 а.е.м. при 69,15 % и медь-65 с массой 64,9277895 а.е.м. при 30,85 %. Результат около 63,546 а.е.м. совпадает с табличным значением меди, и это хороший способ убедиться, что формула усреднения понята правильно.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

A = Σ(mᵢ·wᵢ) / Σwᵢ

Проверенные примеры

Природный хлор

Хлор-35 (34,96885268 а.е.м.) составляет 75,76 %, хлор-37 (36,96590260 а.е.м.) — 24,24 %.

A = (34,96885268·75,76 + 36,96590260·24,24) / 100 ≈ 35,4529 а.е.м.

Три изотопа магния

Магний-24: 23,98504170 при 78,99 %; магний-25: 24,98583698 при 10,00 %; магний-26: 25,98259297 при 11,01 %.

A = Σ(mᵢ·wᵢ)/Σwᵢ ≈ 24,3051 а.е.м.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Найдите в справочнике массы изотопов элемента в а.е.м. и их природную распространённость.
  2. Впишите массы в первое поле, а распространённости — во второе в том же порядке, через пробел.
  3. Нажмите «Вычислить» и прочитайте среднюю атомную массу в а.е.м.
  4. Сравните результат с табличным значением из периодической системы: расхождение в последних знаках — норма.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Почему результат не равен массовому числу?

Массовое число — целое число нуклонов, а масса нуклида слегка отличается из-за энергии связи. Кроме того, природный элемент — смесь изотопов, поэтому его средняя масса дробная.

Можно ли вводить доли, а не проценты?

Можно. Формула делит на сумму весов, поэтому 75,76 и 0,7576 дают один и тот же результат. Главное — единый масштаб для всех изотопов.

Нужно ли, чтобы сумма равнялась 100 %?

Нет, расчёт нормирует веса. Но если сумма заметно отличается от 100 %, проверьте, не пропущен ли изотоп.

Почему ответ немного отличается от таблицы?

Распространённость изотопов в природе слегка зависит от источника образца, а справочники округляют значения и приводят интервалы. Поэтому последние знаки могут не совпасть.

Похожие калькуляторы

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_030245/

Предварительный просмотр