原子質量計算機
依同位素質量與豐度計算平均原子質量,也可計算質子、中子與電子數量。
平均原子質量計算
輸入一一對應、以逗號分隔的同位素質量與豐度。豐度可使用百分比或小數。
關於原子質量計算機
平均原子質量是元素樣品中各同位素質量的加權平均值。同一元素的原子一定具有相同數量的質子,但中子數可能不同,這些變體稱為同位素。每種同位素都有自己的質量與天然豐度,因此週期表上的數值反映了這兩項因素,而非僅列出最常見同位素的質量。
計算平均值時,將每種同位素質量乘以其豐度,加總乘積後,再除以所有豐度的總和。這個正規化加權平均公式適用於98.93與1.07等百分比,也適用於0.9893與0.0107等小數比例。同一列表不可混用尺度,每個質量值都要有對應的豐度。計算機會顯示總豐度,方便快速找出遺漏的同位素或不一致的資料。
碳是個簡單的例子。使用同位素質量12.000與13.003,配合豐度98.93與1.07,可得到接近12.0107原子質量單位的平均值。氯有兩種含量較高的同位素,質量接近35與37,因此平均值約為35.45,而非整數。加權平均值必須介於列表中最小與最大的同位素質量之間。若不符合,請重新檢查配對及數字格式。
原子質量與質量數相關,但意義不同。原子質量是實測的同位素質量或加權平均值,可以帶有小數。質量數A是特定核種的質子數加中子數,為整數。原子序Z就是質子數,可用來辨識元素。若提供選填的Z與A,計算機會列出中性原子的Z個質子、A減Z個中子,以及Z個電子。離子的電子數須另行調整。
平均原子質量廣泛用於化學計量、莫耳質量計算、同位素比分析、地球化學、環境示蹤及質譜分析。天然豐度可能因來源而略有不同,放射性或人造元素也可能沒有具代表性的天然平均值。高精度科學工作應使用針對實際材料的最新評估同位素質量與豐度。對課堂及例行實驗室計算而言,此處的加權方法能提供清楚且可逐項核對的結果。
原子質量範例
以下同位素資料展示兩種與三種同位素的加權平均。
| 同位素資料 | 平均質量 | 元素 |
|---|---|---|
| 12.000, 13.003,豐度為98.93, 1.07 | 12.0107 amu | 碳 |
| 34.969, 36.966,豐度為75.78, 24.22 | 35.4527 amu | 氯 |
| 10.0129, 11.0093,豐度為19.9, 80.1 | 10.8110 amu | 硼 |
| 23.985, 24.986, 25.983,豐度為78.99, 10.00, 11.01 | 24.3051 amu | 鎂 |
如何使用原子質量計算機
- 以逗號分隔輸入同位素質量,並使用一致的質量單位。
- 輸入對應的同位素豐度,全部使用百分比或全部使用小數比例。
- 可選填原子序與質量數,計算中性原子的粒子數量。
- 點選「計算原子質量」,查看加權平均值及總豐度。
原子質量計算機常見問題
平均原子質量使用什麼公式?
將每種同位素質量乘以豐度,加總乘積,再除以總豐度。除以總和可將百分比或小數比例的豐度輸入正規化。
為什麼平均原子質量不是整數?
多數天然元素含有多種質量不同的同位素。依豐度加權的平均值通常介於各同位素質量之間,因此往往帶有小數。
可以輸入小數豐度嗎?
可以,0.9893與0.0107等數值也適用,因為公式會除以其總和。整份豐度列表請使用一致的尺度。
如果豐度總和不剛好是100呢?
已發表資料的四捨五入可能造成小幅差異,正規化後仍能得到有用的平均值。差異很大通常表示漏掉同位素或輸入有誤,應予以修正。
原子質量與質量數可以互換嗎?
不可以。原子質量是以原子質量單位表示的實測或加權數值,質量數則是某種同位素中質子與中子的整數總和。