Калькулятор средней атомной массы

Найдите взвешенную атомную массу элемента по массам двух изотопов и их природной распространённости в процентах.

Рассчитать среднюю атомную массу
Введите массы и распространённость двух изотопов. Если сумма долей не равна точно 100, они автоматически нормализуются.

О средней атомной массе

Средняя атомная масса — это взвешенное среднее масс природных изотопов элемента. Большинство элементов встречается в виде смесей, а не одного изотопа, поэтому число в периодической таблице обычно не является целым. Оно отражает точную массу каждого изотопа и частоту его встречаемости в репрезентативном природном образце. Атомную единицу массы сокращают как amu, а также часто обозначают как унифицированную атомную единицу массы u. Для расчёта массу каждого изотопа умножают на его долю, затем складывают произведения. Процентную распространённость переводят в долю делением на 100. Для двух изотопов привычная формула имеет вид: средняя масса равна массе первого, умноженной на его долю, плюс масса второго, умноженная на его долю; проценты предварительно переводят в доли. Калькулятор использует эквивалентную нормализованную форму: делит взвешенную сумму на общую введённую распространённость. Поэтому значения 75.77 и 24.23 можно использовать напрямую, а округлённые значения с суммой 99.99 также дают результат в правильном масштабе. Точная масса изотопа отличается от массового числа. Массовое число — сумма протонов и нейтронов, всегда целая, тогда как измеренная изотопная масса учитывает эффекты ядерной связи и обычно дробная. Например, хлор-35 имеет массовое число 35, но изотопную массу около 34.969 amu. Когда важна точность, используйте экспериментальные массы изотопов. Массовые числа подходят для оценки, но не воспроизводят стандартный атомный вес из качественной справочной таблицы. Природная распространённость может немного различаться между образцами, поскольку геологические, биологические и промышленные процессы вызывают фракционирование изотопов. Поэтому опубликованные стандартные атомные веса могут быть интервалами или значениями с неопределённостью. Калькулятор возвращает арифметический результат для введённых данных; он не добавляет неопределённость измерений и не выбирает данные распространённости за вас. Сохраняйте достаточно значащих цифр в ходе вычислений, затем округляйте итог до точности наименее точного исходного значения. Взвешенную атомную массу часто рассчитывают в общей химии, изотопной геохимии, масс-спектрометрии и стехиометрии. Такие расчёты также объясняют, почему атомный вес в периодической таблице ближе к массе более распространённого изотопа. Проверьте соответствие каждой доли нужной массе, используйте одинаковые единицы распространённости для обоих изотопов и оцените показанную сумму перед интерпретацией результата.

Примеры средней атомной массы

Данные изотоповСредняя массаИнтерпретация
Хлор: 34.96885 при 75.77%; 36.96590 при 24.23%35.452735 amuРезультат ближе к хлору-35, поскольку он более распространён.
Медь: 62.9296 при 69.15%; 64.9278 при 30.85%63.546045 amuВзвешенный результат близок к табличному атомному весу меди.
Равная смесь: 10.0 при 50%; 12.0 при 50%11 amuПри равных долях результат равен обычному среднему двух масс.

Как рассчитать среднюю атомную массу

  1. Введите измеренную массу первого изотопа в атомных единицах массы.
  2. Введите его распространённость в процентах, затем повторите оба ввода для второго изотопа.
  3. Нажмите «Рассчитать среднюю массу» и убедитесь, что показанная суммарная распространённость корректна.
  4. Укажите взвешенный результат с числом значащих цифр, соответствующим исходным данным.

Вопросы о средней атомной массе

Почему средняя атомная масса обычно дробная?

Природный элемент обычно является смесью изотопов с разными массами. Поэтому среднее, взвешенное по распространённости, обычно лежит между целыми массовыми числами.

Должна ли сумма распространённостей быть ровно 100 процентов?

Нет. Калькулятор нормализует введённые доли по их сумме. При этом значения должны использовать одну шкалу, и следует проверить, не пропущены ли изотопы.

Атомная масса — это то же самое, что массовое число?

Нет. Массовое число — целое число протонов и нейтронов одного изотопа. Изотопная масса — измеренное дробное значение, отражающее энергию связи и массы частиц.

Почему результат отличается от периодической таблицы?

Возможно, вы используете округлённые массы, округлённые доли или данные образца с другим изотопным составом. Стандартные атомные веса также могут учитывать природные вариации и указанную неопределённость.

Можно ли использовать доли вместо процентов?

Да, поскольку калькулятор нормализует оба значения по их сумме. Однако не смешивайте доли и проценты в одном расчёте.