原子計算機

原子は化学元素の基本単位です。各原子には、正の電荷を持つ陽子と、通常は電荷を持たない中性子を含む小さな原子核があり、その周囲に負の電荷を持つ電子が存在します。原子番号 Z は陽子数であり、元素を一意に特定します。中性原子では電子数と陽子数が同じです。質量数 A は、ある同位体の陽子と中性子の合計を表す整数なので、中性子数は A から Z を引いた値になります。 同位体は陽子数が同じため同じ元素に属しますが、中性子数が異なります。天然の試料には通常、複数の同位体が混在しています。そのため周期表に記載される原子質量は加重平均であり、一般には単一原子の質量数とは異なります。この平均は、各同位体の質量に相対存在比を掛け、その積の合計を存在比の合計で割って求めます。本計算機では、質量と対応する存在比をカンマ区切りで入力します。存在比の合計で割るため、百分率でも同じ倍率でそろえた小数でも、同じ加重平均になります。 本ツールは微視的な粒子と実験室で扱う量の換算にも対応しています。1モルには、指定した構成要素が正確に 6.02214076 × 10 の 23 乗個含まれ、この関係を表すのがアボガドロ定数です。モル数にこの定数を掛けると、原子、分子、イオン、式単位の数が求まります。モル数にモル質量を掛けるとグラム単位の質量になり、グラム数をモル質量で割るとモル数になります。何を数えるかを明確にする必要があります。酸素原子1モルと酸素分子1モルでは構成要素の数は同じですが、モル質量は異なります。 内蔵の簡易データに含まれる一般的な元素記号では、標準的なモル質量と原子番号を補えます。加重平均質量には、明示的に入力した同位体データが優先されます。参考値がない場合は、入力した質量数をモル質量の簡易近似値として使えます。原子番号と質量数は非負の整数とし、質量数を原子番号より小さくすることはできません。同位体存在比は同じ試料のもので、質量と一対一で対応している必要があります。 化学の課題、化学量論の計画、同位体の解釈、実験室での簡単な確認に役立ちます。電子数は中性原子を前提とするためイオンは扱わず、完全な周期表データベースや高精度の同位体標準に代わるものでもありません。分析用途では試料に適した同位体質量と存在比を使い、測定精度に見合う有効数字を保持してください。