Hiukkaset
Syötä protonien lukumäärä (järjestysluku Z) ja neutronien lukumäärä N. Valitse, lasketaanko elektronit mukaan neutraalin atomin massaan.
Esimerkkejä:
Atomimassalaskuri
Laske atomin massa protonien, neutronien ja elektronien lukumäärästä sekä massaluku A = Z + N.
Atomimassalaskuri – atomin massa hiukkasista
Tällä laskurilla lasket atomin massan sen rakenneosista eli protoneista, neutroneista ja elektroneista. Laskuri laskee myös massaluvun A = Z + N. Tulos havainnollistaa, miten atomin massa muodostuu ja miksi se eroaa hieman ytimen todellisesta mitatusta massasta.
Atomin rakenne
Atomi koostuu ytimestä ja sitä ympäröivistä elektroneista. Ytimessä on protoneja ja neutroneja, joita yhdessä kutsutaan nukleoneiksi. Protonien lukumäärä Z eli järjestysluku määrää alkuaineen, ja neutronien lukumäärä N voi vaihdella saman alkuaineen isotooppien välillä.
Kaava
Atomin hiukkasten yhteismassa saadaan laskemalla yhteen kaikkien hiukkasten massat.
m = Z × mₚ + N × mₙ + Z × mₑ
Kaavassa Z on protonien määrä, N neutronien määrä, mₚ ≈ 1,007276 u protonin massa, mₙ ≈ 1,008665 u neutronin massa ja mₑ ≈ 0,000549 u elektronin massa. Massaluku on A = Z + N.
Vaiheittainen esimerkki
Lasketaan hiili-12-atomin hiukkasten yhteismassa. Siinä on 6 protonia, 6 neutronia ja 6 elektronia.
- Protonit: 6 × 1,007276 u = 6,043656 u.
- Neutronit: 6 × 1,008665 u = 6,051990 u; elektronit: 6 × 0,000549 u = 0,003294 u.
- Yhteensä noin 12,099 u. Mitattu atomimassa on tarkalleen 12 u, ja erotus on massavajaus.
Massavajaus
Hiukkasten yhteismassa on aina hieman suurempi kuin atomin mitattu massa. Tätä eroa kutsutaan massavajaukseksi. Se vastaa energiaa, joka vapautuu, kun nukleonit sitoutuvat ytimeksi. Yhteys massan ja energian välillä on Einsteinin kaava E = mc². Massavajaus on siis ytimen sidosenergian mitta.
Yksiköt
Massat annetaan atomimassayksikköinä (u), jolloin myös tulos on yksikössä u. Yksi u on määritelmän mukaan 1/12 hiili-12-atomin massasta. Protonien, neutronien ja elektronien lukumäärät ovat kokonaislukuja.
Yleisiä sudenkuoppia
- Älä sekoita massalukua (kokonaisluku A = Z + N) ja atomimassaa (tarkka massa yksikössä u).
- Muista, että hiukkasten summa ei täsmää tarkkaan mitattuun massaan massavajauksen takia.
- Neutronien määrä saadaan kaavasta N = A − Z, ei suoraan järjestysluvusta.
Mihin laskuria käytetään?
Atomin massan laskeminen hiukkasista auttaa hahmottamaan atomin rakenteen ja massavajauksen käsitteen. Lukion kemiassa ja fysiikassa (KE, FY) tämä yhdistää ytimen rakenteen, isotoopit ja sidosenergian. Se pohjustaa myös ydinreaktioiden ja radioaktiivisuuden ymmärtämistä.
Kokeile myös näitä palveluita
Mainos
Usein kysytyt kysymykset
Miten atomin massa lasketaan nukleoneista?
Laske yhteen hiukkasten massat: m = Z × protonin massa + N × neutronin massa, ja halutessasi lisää elektronit Z × elektronin massa. Protonin massa on noin 1,007276 u, neutronin 1,008665 u ja elektronin 0,000549 u.
Mikä on massaluku?
Massaluku A on atomin protonien ja neutronien yhteismäärä: A = Z + N. Se on aina kokonaisluku ja kertoo, kuinka monta nukleonia ytimessä on. Esimerkiksi hiili-12:lla A = 12, koska siinä on 6 protonia ja 6 neutronia.
Miksi laskettu massa ei täsmää jaksollisen järjestelmän arvoon?
Hiukkasten yhteismassa on hieman suurempi kuin mitattu atomimassa. Erotus on massavajaus, joka vastaa ydintä koossa pitävää sidosenergiaa Einsteinin yhtälön E = mc² mukaisesti. Lisäksi jaksollisen järjestelmän arvo on isotooppien painotettu keskiarvo.
Pitääkö elektronit ottaa mukaan?
Neutraalin atomin massaan kuuluvat myös elektronit, joten tarkassa laskussa ne lasketaan mukaan. Elektronien massa on kuitenkin hyvin pieni (noin 1/1836 protonin massasta), joten niiden vaikutus on vähäinen. Laskurissa voit valita, otetaanko ne mukaan.
Mistä tiedän protonien ja neutronien määrän?
Protonien määrä on alkuaineen järjestysluku Z, joka löytyy jaksollisesta järjestelmästä. Neutronien määrä saadaan vähentämällä järjestysluku massaluvusta: N = A − Z. Esimerkiksi hiili-14:ssä on 6 protonia ja 14 − 6 = 8 neutronia.
Oliko tästä laskurista apua?
