原子质量计算器
根据同位素质量与丰度计算平均原子质量,还可计算质子、中子和电子数量。
平均原子质量计算
输入一一对应、以逗号分隔的同位素质量与丰度。丰度支持百分比和小数形式。
关于原子质量计算器
平均原子质量是某元素样品中各同位素质量的加权平均值。同一种元素的原子总是具有相同数量的质子,但中子数可能不同,这些变体称为同位素。每种同位素都有自身的质量和天然丰度,因此元素周期表中的数值反映了这两项因素,而不只是最常见同位素的质量。
计算时,将每种同位素的质量乘以其丰度,把乘积相加,再除以所有丰度的总和。这种归一化加权平均公式既适用于98.93和1.07这样的百分比,也适用于0.9893和0.0107这样的分数形式。同一列表中不能混用不同尺度,每个质量值都必须有对应的丰度。计算器会显示总丰度,帮助你快速发现遗漏的同位素或不一致的数据。
碳是一个简单的例子。使用同位素质量12.000和13.003,以及丰度98.93和1.07,可得约12.0107原子质量单位的平均值。氯有两种含量较高的同位素,其质量接近35和37,因此平均值约为35.45,而不是整数。加权平均值必须介于列表中最小与最大的同位素质量之间。若不在此范围内,请重新检查对应关系与数字格式。
原子质量与质量数有关,但并不相同。原子质量是实测的同位素质量或加权平均值,可以包含小数。质量数A是某一核素的质子数与中子数之和,为整数。原子序数Z是质子数,用于确定元素。提供可选的Z和A值后,计算器会给出中性原子的Z个质子、A减Z个中子,以及Z个电子。离子的电子数需要另行调整。
平均原子质量广泛用于化学计量、摩尔质量计算、同位素比分析、地球化学、环境示踪与质谱分析。天然丰度可能因来源而略有变化,放射性或人造元素也可能没有具有代表性的天然平均值。高精度科研应使用针对实际材料的最新评估同位素质量与丰度。对于课堂及常规实验室计算,此处的加权方法提供了可逐项核对的清晰结果。
原子质量示例
以下同位素数据展示了两种及三种同位素的加权平均计算。
| 同位素数据 | 平均质量 | 元素 |
|---|---|---|
| 12.000, 13.003,丰度为98.93, 1.07 | 12.0107 amu | 碳 |
| 34.969, 36.966,丰度为75.78, 24.22 | 35.4527 amu | 氯 |
| 10.0129, 11.0093,丰度为19.9, 80.1 | 10.8110 amu | 硼 |
| 23.985, 24.986, 25.983,丰度为78.99, 10.00, 11.01 | 24.3051 amu | 镁 |
如何使用原子质量计算器
- 以逗号分隔输入同位素质量,并统一质量单位。
- 输入对应的同位素丰度,全部使用百分比或全部使用小数形式。
- 可选填原子序数和质量数,以计算中性原子的粒子数量。
- 点击“计算原子质量”,查看加权平均值与总丰度。
原子质量计算器常见问题
平均原子质量的计算公式是什么?
将每种同位素质量乘以其丰度,求乘积总和,再除以总丰度。除以总和可对百分比或分数形式的丰度输入进行归一化。
为什么平均原子质量不是整数?
多数天然元素含有质量不同的多种同位素。按丰度加权的平均值通常介于各同位素质量之间,因此往往是小数。
可以输入小数形式的丰度吗?
可以,0.9893和0.0107这样的数值也适用,因为公式会除以它们的总和。整个丰度列表须保持相同尺度。
如果丰度总和不恰好等于100怎么办?
已发表数据的舍入可能造成小幅差异,归一化后仍能得到有用的平均值。较大偏差通常说明遗漏了同位素或存在输入错误,应予以纠正。
原子质量和质量数可以互换吗?
不可以。原子质量是以原子质量单位表示的实测值或加权值,质量数则是某种同位素中质子与中子的整数总和。