ໂຄງສ້າງອະຕອມ ແລະ ໄອໂຊໂທບ: ຈາກສັນຍາລັກນິວໄຄລດ໌ເຖິງນ້ຳໜັກອະຕອມ

ໂປຣຕອນ, ນິວຕຣອນ ແລະ ເອເລັກຕຣອນໃນຫົວໜ່ວຍທີ່ວັດໄດ້

ໂປຣຕອນມີປະຈຸ +1 ໃນຫົວໜ່ວຍຂອງປະຈຸມູນຖານ, e = 1.602 × 10⁻¹⁹ C, ແລະ ເອເລັກຕຣອນມີປະຈຸ −1. ນິວຕຣອນບໍ່ມີປະຈຸ. ມວນມັກໃຫ້ເປັນຫົວໜ່ວຍມວນອະຕອມ (u, ຫຼື ເອີ້ນວ່າດາລຕັນ, Da), ເຊິ່ງ 1 u ແມ່ນໜຶ່ງສ່ວນສິບສອງຂອງມວນອະຕອມຄາບອນ-12, ຫຼື 1.6605 × 10⁻²⁷ kg.

ຈາກຄ່າ CODATA ປີ 2022 ທີ່ NIST ເຜີຍແຜ່, ໂປຣຕອນມີມວນ 1.007276 u, ນິວຕຣອນ 1.008665 u ແລະ ເອເລັກຕຣອນ 0.000549 u. ໂປຣຕອນໜັກກວ່າເອເລັກຕຣອນປະມານ 1836 ເທົ່າ, ສະນັ້ນມວນເກືອບທັງໝົດຂອງອະຕອມຈຶ່ງຢູ່ໃນນິວເຄລຍ. ນິວເຄລຍຍັງນ້ອຍຫຼາຍ: ລັດສະໝີຂອງມັນຢູ່ໃນລະດັບ 10⁻¹⁵ m, ໃນຂະນະທີ່ລັດສະໝີຂອງອະຕອມຢູ່ໃນລະດັບ 10⁻¹⁰ m. ສະນັ້ນເອເລັກຕຣອນຈຶ່ງກຳນົດຂະໜາດ ແລະ ເຄມີຂອງອະຕອມ, ສ່ວນນິວເຄລຍກຳນົດມວນຂອງມັນ.

ການອ່ານສັນຍາລັກນິວໄຄລດ໌ ແລະ ການນັບອະນຸພາກໃນໄອອອນ

ເລກອະຕອມ Z ແມ່ນຈຳນວນໂປຣຕອນ. ມັນກຳນົດທາດ: ທຸກອະຕອມທີ່ມີ 17 ໂປຣຕອນແມ່ນຄລໍຣີນ. ເລກມວນ A ແມ່ນຈຳນວນລວມຂອງໂປຣຕອນ ແລະ ນິວຕຣອນ, ສະນັ້ນຈຳນວນນິວຕຣອນແມ່ນ A − Z. ສັນຍາລັກນິວໄຄລດ໌ຂຽນ A ເປັນຕົວຍົກດ້ານຊ້າຍ ແລະ Z ເປັນຕົວຫ້ອຍດ້ານຊ້າຍຂອງສັນຍາລັກທາດ, ເຊັ່ນ ³⁵₁₇Cl. ເນື່ອງຈາກສັນຍາລັກທາດກຳນົດ Z ໄວ້ແລ້ວ, ຕົວຫ້ອຍຈຶ່ງມັກຖືກລະໄວ້, ເປັນ ³⁵Cl ຫຼື ຄລໍຣີນ-35.

ຈຳນວນເອເລັກຕຣອນເທົ່າກັບຈຳນວນໂປຣຕອນສະເພາະໃນອະຕອມທີ່ເປັນກາງເທົ່ານັ້ນ. ໄອອອນທີ່ມີປະຈຸ q ມີເອເລັກຕຣອນ Z − q ໂຕ, ສະນັ້ນປະຈຸບວກໝາຍເຖິງເອເລັກຕຣອນໜ້ອຍລົງ ແລະ ປະຈຸລົບໝາຍເຖິງເອເລັກຕຣອນຫຼາຍຂຶ້ນ. ປະຈຸບໍ່ເຄີຍປ່ຽນນິວເຄລຍ.

ຕົວຢ່າງທີ່ແກ້ແລ້ວ 1. ສຳລັບ ⁵⁶Fe³⁺: Z = 26, ສະນັ້ນມີ 26 ໂປຣຕອນ; 56 − 26 = 30 ນິວຕຣອນ; 26 − 3 = 23 ເອເລັກຕຣອນ. ສຳລັບ ¹²⁷I⁻: 53 ໂປຣຕອນ, 127 − 53 = 74 ນິວຕຣອນ ແລະ 53 + 1 = 54 ເອເລັກຕຣອນ. ສຳລັບ ³⁴S²⁻: 16 ໂປຣຕອນ, 18 ນິວຕຣອນ ແລະ 18 ເອເລັກຕຣອນ. ສັງເກດວ່າ ³⁴S²⁻ ມີຈຳນວນເອເລັກຕຣອນເທົ່າກັບອະຕອມອາກອນ; ຈຳນວນເອເລັກຕຣອນທີ່ເທົ່າກັນຄືສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ໄອອອນເປັນໄອໂຊເອເລັກຕຣອນິກ, ບໍ່ແມ່ນເລກມວນທີ່ເທົ່າກັນ.

ເປັນຫຍັງໄອໂຊໂທບຈຶ່ງເກີດປະຕິກິລິຍາຄືກັນ ແຕ່ມີມວນຕ່າງກັນ

ໄອໂຊໂທບແມ່ນອະຕອມທີ່ມີ Z ເທົ່າກັນ ແຕ່ມີຈຳນວນນິວຕຣອນຕ່າງກັນ. ຄລໍຣີນ-35 ແລະ ຄລໍຣີນ-37 ຕ່າງກໍມີ 17 ໂປຣຕອນ ແລະ, ໃນຖານະອະຕອມທີ່ເປັນກາງ, ມີ 17 ເອເລັກຕຣອນ. ພຶດຕິກຳທາງເຄມີຖືກຄວບຄຸມໂດຍເອເລັກຕຣອນ, ສະນັ້ນໄອໂຊໂທບທັງສອງຈຶ່ງສ້າງສານປະກອບດຽວກັນໃນອັດຕາສ່ວນດຽວກັນ.

ສົມບັດທີ່ຂຶ້ນກັບມວນແມ່ນຕ່າງກັນເລັກນ້ອຍ. ໂມເລກຸນທີ່ເບົາກວ່າເຄື່ອນທີ່ໄວກວ່າທີ່ອຸນຫະພູມດຽວກັນ, ແລະ ພັນທະທີ່ຈັບກັບໄອໂຊໂທບທີ່ໜັກກວ່າເກີດປະຕິກິລິຍາຊ້າລົງເລັກນ້ອຍ. ຜົນເຫຼົ່ານີ້ນ້ອຍສຳລັບທາດໜັກ. ການເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຢູເຣນຽມສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່ານ້ອຍປານໃດ. ຕາມກົດຂອງເກຣແຮມ, ອັດຕາການແຜ່ຜ່ານຮູນ້ອຍຂອງ ²³⁵UF₆ ແລະ ²³⁸UF₆ ມີອັດຕາສ່ວນ √(M₂/M₁). ໂດຍໃຊ້ມວນໄອໂຊໂທບຂອງ NIST, M(²³⁵UF₆) = 349.034 g/mol ແລະ M(²³⁸UF₆) = 352.041 g/mol, ສະນັ້ນອັດຕາສ່ວນແມ່ນ √(352.041/349.034) = 1.0043. ການຜ່ານແຜ່ນກັ້ນໜຶ່ງຄັ້ງເພີ່ມສັດສ່ວນຂອງໄອໂຊໂທບທີ່ເບົາກວ່າໄດ້ບໍ່ເຖິງເຄິ່ງເປີເຊັນ, ນັ້ນຄືເຫດຜົນທີ່ໂຮງງານເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຕ້ອງໃຊ້ຫຼາຍຂັ້ນຕໍ່ກັນເປັນຊຸດ.

ຄ່າສະເລ່ຍຖ່ວງນ້ຳໜັກ: ຈາກມວນໄອໂຊໂທບເຖິງນ້ຳໜັກອະຕອມ

ນ້ຳໜັກອະຕອມໃນຕາຕະລາງທາດບໍ່ແມ່ນມວນຂອງອະຕອມໃດອະຕອມໜຶ່ງ. ມັນແມ່ນມວນສະເລ່ຍຂອງອະຕອມຂອງທາດນັ້ນໃນຕົວຢ່າງປົກກະຕິ, ຖ່ວງນ້ຳໜັກຕາມວ່າແຕ່ລະໄອໂຊໂທບພົບຫຼາຍປານໃດ. ຄູນມວນຂອງແຕ່ລະໄອໂຊໂທບດ້ວຍຄວາມອຸດົມສົມບູນທີ່ເປັນເສດສ່ວນຂອງມັນ ແລ້ວບວກຜົນຄູນເຂົ້າກັນ. ເສດສ່ວນຕ້ອງລວມກັນໄດ້ 1.

ຕົວຢ່າງທີ່ແກ້ແລ້ວ 2. ແມກນີຊຽມມີໄອໂຊໂທບທີ່ສະຖຽນສາມຊະນິດ. ຈາກຕາຕະລາງ Atomic Weights and Isotopic Compositions ຂອງ NIST: ²⁴Mg, 23.985042 u, ຄວາມອຸດົມສົມບູນ 0.7899; ²⁵Mg, 24.985837 u, 0.1000; ²⁶Mg, 25.982593 u, 0.1101. ຜົນຄູນແມ່ນ 18.94578, 2.49858 ແລະ 2.86068 u, ແລະ ຜົນລວມຂອງມັນແມ່ນ 24.30505 u. ກົດເລກສຳຄັນແບບເຄັ່ງຄັດທີ່ໃຊ້ກັບຄວາມອຸດົມສົມບູນສີ່ຕົວເລກຈະປັດຄ່ານີ້ເປັນ 24.31 u. ຖ້າເກັບໄວ້ສາມຕຳແໜ່ງທົດສະນິຍົມ, ມັນແມ່ນ 24.305 u, ເຊິ່ງເປັນຄ່າຕາມທຳນຽມທີ່ພິມໃນຕາຕະລາງທາດສ່ວນໃຫຍ່.

ເຮັດການຄິດໄລ່ດຽວກັນສຳລັບຄລໍຣີນ, ໂດຍໃຊ້ ³⁵Cl ທີ່ 34.968853 u ກັບຄວາມອຸດົມສົມບູນ 0.7576 ແລະ ³⁷Cl ທີ່ 36.965903 u ກັບ 0.2424: 26.4924 + 8.9605 = 35.453 u. ການປະມານຢ່າງໄວຈັບຂໍ້ຜິດພາດໄດ້: ຄ່າສະເລ່ຍຕ້ອງຢູ່ລະຫວ່າງມວນຂອງໄອໂຊໂທບ ແລະ ໃກ້ກັບໄອໂຊໂທບທີ່ມີຫຼາຍກວ່າ.

ການຄິດຍ້ອນກັບເພື່ອຫາຄວາມອຸດົມສົມບູນຂອງໄອໂຊໂທບ

ຖ້າທາດໜຶ່ງມີສອງໄອໂຊໂທບ ແລະ ທ່ານຮູ້ນ້ຳໜັກອະຕອມ, ທ່ານສາມາດແກ້ຫາຄວາມອຸດົມສົມບູນໄດ້. ໃຫ້ເສດສ່ວນຂອງໄອໂຊໂທບທຳອິດເປັນ x; ເສດສ່ວນຂອງອັນທີສອງຈຶ່ງແມ່ນ 1 − x. ຂຽນຄ່າສະເລ່ຍຖ່ວງນ້ຳໜັກເປັນສົມຜົນ ແລະ ແກ້ຫາ x.

ຕົວຢ່າງທີ່ແກ້ແລ້ວ 3. ທອງແດງມີນ້ຳໜັກອະຕອມມາດຕະຖານ 63.546 ແລະ ມີໄອໂຊໂທບທີ່ສະຖຽນສອງຊະນິດ, ⁶³Cu ທີ່ 62.929598 u ແລະ ⁶⁵Cu ທີ່ 64.927790 u (NIST). ສະນັ້ນ 62.929598x + 64.927790(1 − x) = 63.546. ການຈັດຮຽງໃໝ່ໃຫ້ x = (64.927790 − 63.546)/(64.927790 − 62.929598) = 1.381790/1.998192 = 0.6915. ສະນັ້ນທອງແດງປະກອບດ້ວຍ ⁶³Cu 69.15% ແລະ ⁶⁵Cu 30.85%, ເຊິ່ງກົງກັບຄວາມອຸດົມສົມບູນຂອງ NIST ທີ່ 0.6915 ແລະ 0.3085.

ວິທີນີ້ໃຊ້ໄດ້ສະເພາະກັບສອງໄອໂຊໂທບເທົ່ານັ້ນ. ຖ້າມີສາມ, ຄ່າສະເລ່ຍດຽວໃຫ້ສົມຜົນດຽວທີ່ມີສອງຕົວບໍ່ຮູ້ຄ່າ, ແລະ ທ່ານຕ້ອງການການວັດອີກອັນໜຶ່ງ, ເຊັ່ນ ສະເປັກຕຣຳມວນ.

ຮູບແບບໄອໂຊໂທບໃນສະເປັກຕຣຳມວນ

ເຄື່ອງແມັສສະເປັກໂຕຣມິເຕີເຮັດໃຫ້ຕົວຢ່າງກາຍເປັນໄອອອນ, ແຍກໄອອອນຕາມອັດຕາສ່ວນມວນຕໍ່ປະຈຸ ແລະ ບັນທຶກວ່າມີໄອອອນຈັກໂຕມາຮອດທີ່ແຕ່ລະຄ່າ. ສຳລັບທາດດຽວ, ຄວາມສູງຂອງພີກໃຫ້ຄວາມອຸດົມສົມບູນຂອງໄອໂຊໂທບໂດຍກົງ. ສຳລັບໂມເລກຸນ, ໄອໂຊໂທບປະສົມກັນ ແລະ ເກີດເປັນຮູບແບບທີ່ຈຳແນກໄດ້.

ຕົວຢ່າງທີ່ແກ້ແລ້ວ 4. ທຳນາຍຮູບແບບໄອອອນໂມເລກຸນຂອງ Cl₂. ໃຫ້ p = 0.7576 ສຳລັບ ³⁵Cl ແລະ q = 0.2424 ສຳລັບ ³⁷Cl. ໂມເລກຸນໜຶ່ງເປັນ ³⁵Cl–³⁵Cl (ມວນ 70) ດ້ວຍຄວາມນ່າຈະເປັນ p² = 0.5740, ເປັນ ³⁵Cl–³⁷Cl (ມວນ 72) ດ້ວຍຄວາມນ່າຈະເປັນ 2pq = 0.3673, ແລະ ເປັນ ³⁷Cl–³⁷Cl (ມວນ 74) ດ້ວຍຄວາມນ່າຈະເປັນ q² = 0.0588. ປັດໄຈ 2 ນັບສອງວິທີທີ່ຈະໄດ້ໄອໂຊໂທບແຕ່ລະຊະນິດຢ່າງລະອະຕອມ. ເມື່ອປັບສະເກນໃຫ້ພີກທີ່ສູງທີ່ສຸດເປັນ 100, ຮູບແບບແມ່ນ 100 : 64.0 : 10.2.

ມີທາງລັດສອງຢ່າງຕາມມາ. ສານປະກອບທີ່ມີອະຕອມຄລໍຣີນໜຶ່ງອະຕອມສະແດງພີກທີ່ຫ່າງກັນສອງໜ່ວຍມວນໃນອັດຕາສ່ວນປະມານ 3 : 1, ເພາະ p/q = 3.13. ສານປະກອບທີ່ມີອະຕອມໂບຣມີນໜຶ່ງອະຕອມສະແດງສອງພີກທີ່ສູງເກືອບເທົ່າກັນ, ເພາະ NIST ລະບຸ ⁷⁹Br ທີ່ 0.5069 ແລະ ⁸¹Br ທີ່ 0.4931.

ຂໍ້ຜິດພາດກ່ຽວກັບໂຄງສ້າງອະຕອມທີ່ເຮັດໃຫ້ເສຍຄະແນນ

ຂໍ້ຜິດພາດສ່ວນໃຫຍ່ມາຈາກການສັບສົນສາມຈຳນວນນີ້ ຫຼື ຈາກການຖືວ່ານ້ຳໜັກອະຕອມເປັນສົມບັດຂອງອະຕອມດຽວ. ຂຽນ Z, A ແລະ ປະຈຸໄວ້ກ່ອນທີ່ທ່ານຈະນັບສິ່ງໃດ.

• ປ່ຽນຈຳນວນໂປຣຕອນເພື່ອສ້າງໄອອອນ. ປະຈຸປ່ຽນແຕ່ເອເລັກຕຣອນເທົ່ານັ້ນ; ໂປຣຕອນກຳນົດທາດ.
• ເພີ່ມເອເລັກຕຣອນສຳລັບໄອອອນບວກ. ໄອອອນ 3+ ມີເອເລັກຕຣອນໜ້ອຍກວ່າອະຕອມສາມໂຕ.
• ອ່ານນ້ຳໜັກອະຕອມເປັນເລກມວນ. ບໍ່ມີອະຕອມຄລໍຣີນໃດມີມວນ 35.45 u; ມັນແມ່ນຄ່າສະເລ່ຍຂອງອະຕອມທີ່ມີມວນປະມານ 35 u ແລະ 37 u.
• ໃຊ້ເປີເຊັນເປັນເສດສ່ວນໂດຍບໍ່ຫານດ້ວຍ 100, ເຊິ່ງໃຫ້ຄ່າສະເລ່ຍທີ່ໃຫຍ່ເກີນ 100 ເທົ່າ.
• ລືມປັດໄຈ 2 ສຳລັບຄູ່ໄອໂຊໂທບປະສົມ, ເຊັ່ນ ³⁵Cl–³⁷Cl, ເມື່ອທຳນາຍສະເປັກຕຣຳມວນ.
• ເອີ້ນສອງນິວໄຄລດ໌ວ່າໄອໂຊໂທບເພາະມັນມີເລກມວນເທົ່າກັນ. ¹⁴C ແລະ ¹⁴N ມີ A ເທົ່າກັນ ແຕ່ເປັນທາດຕ່າງກັນ.

ມວນພ່ອງ ແລະ ນ້ຳໜັກອະຕອມແບບຊ່ວງ

ການບວກມວນ CODATA ຂອງຫົກໂປຣຕອນ, ຫົກນິວຕຣອນ ແລະ ຫົກເອເລັກຕຣອນໃຫ້ 12.0989 u, ແຕ່ອະຕອມຄາບອນ-12 ມີມວນ 12 u ພໍດີ. ມວນທີ່ຫາຍໄປ 0.0989 u, ປະມານ 0.82% ຂອງທັງໝົດ, ກົງກັບພະລັງງານທີ່ປ່ອຍອອກມາເມື່ອນິວເຄລຍກໍ່ຕົວ. ມວນພ່ອງນີ້ຄືເຫດຜົນທີ່ມວນຂອງໄອໂຊໂທບບໍ່ເປັນຈຳນວນເຕັມ, ແລະ ມັນເປັນຈຸດເລີ່ມຕົ້ນຂອງພະລັງງານຍຶດໜ່ຽວນິວເຄລຍ.

ສຳລັບບາງທາດ, ສ່ວນປະສົມຂອງໄອໂຊໂທບແຕກຕ່າງກັນລະຫວ່າງແຫຼ່ງທຳມະຊາດຫຼາຍພໍທີ່ຄະນະກຳມາທິການວ່າດ້ວຍຄວາມອຸດົມສົມບູນຂອງໄອໂຊໂທບ ແລະ ນ້ຳໜັກອະຕອມຂອງ IUPAC ລາຍງານເປັນຊ່ວງແທນທີ່ຈະເປັນຕົວເລກດຽວ. ຄລໍຣີນຖືກລະບຸເປັນ [35.446, 35.457] ແລະ ແມກນີຊຽມເປັນ [24.304, 24.307]. ສຳລັບການຄິດໄລ່ທົ່ວໄປ, ໃຫ້ໃຊ້ຄ່າດຽວຕາມທຳນຽມ, 35.45 ແລະ 24.305, ເວັ້ນເສຍແຕ່ວິຊາທີ່ທ່ານຮຽນກຳນົດເປັນຢ່າງອື່ນ.