الكتلة الذرية ، والتي تعرف أيضًا بالوزن الذري ، هي متوسط كتلة ذرات العنصر ، محسوبة باستخدام الوفرة النسبية للنظائر في عنصر يحدث بشكل طبيعي ، وتشير الكتلة الذرية إلى حجم الذرة ، وعلى الرغم من أن الكتلة من الناحية الفنية ، هي مجموع كتلة جميع البروتونات ، والنيوترونات ، والإلكترونات في الذرة ، فإن كتلة الإلكترون أقل بكثير ، من كتلة الجسيمات الأخرى ، إلا أن الكتلة هي ببساطة كتلة النواة (البروتونات والنيوترونات).

أمثلة على الكتلة الذرية

1- الكتلة الذرية للكربون هي 12.011، تتكون معظم ذرات الكربون ، من ستة بروتونات ، وستة نيوترونات.
2- الكتلة الذرية للهيدروجين هي 1.0079، والهيدروجين (الرقم الذري 1) ، وهو العنصر الذي يحتوي على أقل كتلة ذرية ، والنظير الأكثر شيوعًا للهيدروجين ، هو البروتيوم ، وهي ذرة تتكون من بروتون أو بروتون وإلكترون ، وبسبب كمية صغيرة من الديوتريوم (بروتون وواحد نيوترون) ، والتريتيوم (بروتون واحد ونيوترونان) ، فإن الكتلة الذرية للهيدروجين أعلى قليلاً من 1.

كيفية حساب الكتلة الذرية

قد يُطلب منك حساب الكتلة الذرية في الكيمياء أو الفيزياء ، وهناك أكثر من طريقة لإيجاد الكتلة الذرية ، تعتمد الطريقة التي تستخدمها على المعلومات التي تحصل عليها أولاً ، ومن الجيد أن تفهم بالضبط ما تعنيه الكتلة الذرية.

فكما ذكرنا سابقًا ، أن الكتلة الذرية هي مجموع كتل البروتونات والنيوترونات والإلكترونات في ذرة ، أو متوسط الكتلة في مجموعة من الذرات ومع ذلك ، فإن للإلكترونات كتلة أقل بكثير من البروتونات والنيوترونات ، لدرجة أنها لا تدخل في الحساب ، لذا فإن الكتلة الذرية هي مجموع كتل البروتونات والنيوترونات.

وهناك ثلاث طرق لإيجاد الكتلة الذرية حسب وضعك ، حيث تعتمد العلامة التي تستخدمها على ما إذا كان لديك ذرة واحدة ، أو عينة طبيعية من العنصر ، أو تحتاج ببساطة إلى معرفة القيمة القياسية.

طرق إيجاد الكتلة الذرية

تعتمد الطريقة المستخدمة لإيجاد الكتلة الذرية ، على ما إذا كنت تبحث في ذرة واحدة ، أو عينة طبيعية ، أو عينة تحتوي على نسبة معروفة من النظائر :

إذا كان هذا هو أول دراسة لك مع الكيمياء ، فسوف يرغب معلمك في معرفة ، كيفية استخدام الجدول الدوري للعثور على الكتلة الذرية (الوزن الذري) ، لعنصر ما ، وعادة ما يتم إعطاء هذا الرقم أسفل رمز العنصر ، ابحث عن الرقم العشري ، وهو متوسط ​​مرجح للكتل الذرية ، لجميع النظائر الطبيعية للعنصر.

مثال: إذا طُلب منك إعطاء الكتلة الذرية للكربون ، فأنت بحاجة أولاً إلى معرفة رمز عنصرها  C ، وابحث عن C في الجدول الدوري ، رقم واحد هو رقم عنصر الكربون أو الرقم الذري ، ويزداد العدد الذري أثناء التنقل عبر الطاولة ، وهذه ليست القيمة التي تريدها ، فالكتلة الذرية ،أو الوزن الذري هو الرقم العشري ، ويختلف عدد الأرقام المهمة وفقًا للجدول ، لكن القيمة حوالي 12.01.

وتُعطى هذه القيمة في الجدول الدوري ، بوحدات الكتلة الذرية أو amu ، ولكن بالنسبة لحسابات الكيمياء ، عادة ما تكتب الكتلة الذرية من حيث الجرامات لكل مول أو g / mol ، وستكون الكتلة الذرية للكربون 12.01 جرام ، لكل مول من ذرات الكربون.

ولحساب الكتلة الذرية لذرة عنصر واحد ، اجمع كتلة البروتونات والنيوترونات.

مثال: ابحث عن الكتلة الذرية لنظير كربون يحتوي على 7 نيوترونات ، فيمكنك أن ترى من الجدول الدوري أن الكربون يحتوي على عدد ذري من 6 ، وهو عدد البروتونات ، والكتلة الذرية للذرة هي كتلة البروتونات بالإضافة إلى كتلة النيوترونات 6 + 7 أو 13.

والكتلة الذرية للعنصر هي متوسط مرجح لجميع نظائر العنصر ، بناءً على وفرته الطبيعية ، فمن السهل حساب الكتلة الذرية للعنصر ، باستخدام هذه الخطوات ، وعادة ، في هذه المشاكل ، يتم تزويدك بقائمة من النظائر مع كتلتها ووفرة طبيعية ، إما كقيمة عشرية أو نسبة مئوية.

• اضرب كتلة كل نظير بوفرة ، إذا كانت وفرة الخاص بك في المئة ، اقسم إجابتك على 100.
• اجمع هذه القيم معًا.

الجواب هو الكتلة الذرية الكلية ، أو الوزن الذري للعنصر.
ومثال : يتم إعطاؤك عينة تحتوي على 98٪ كربون -12 ، و 2٪ كربون -13،  فما هي الكتلة الذرية النسبية للعنصر؟

أولاً : قم بتحويل النسب المئوية إلى قيم عشرية ، بتقسيم كل نسبة مئوية على 100، تصبح العينة 0.98 كربون -12 ، و 0.02 كربون -13، (ملحوظة : يمكنك التحقق من الرياضيات الخاصة بك ، عن طريق التأكد من أن الكسور العشرية تصل إلى 1. 0.98 + 0.02 = 1.00).

ثانيًا : بعد ذلك ، اضرب الكتلة الذرية لكل نظير بنسبة العنصر في العينة :

0.98 × 12 = 11.76
0.02 × 13 = 0.26

ثالثًا : للإجابة النهائية ، أضف هذه العناصر معًا: 11.76 + 0.26 = 12.02 جم / مول.

وقد تلاحظ أن هذه الكتلة الذرية ، أعلى قليلاً من القيمة الواردة في الجدول الدوري ، لعنصر الكربون ، وهذا يعني ، أنه قد احتوت العينة التي أعطيت لتحليلها على الكربون -13 ، أكثر من المتوسط ، وتعرف هذا لأن الكتلة الذرية النسبية أعلى من قيمة الجدول الدوري ، فعلى الرغم من أن رقم الجدول الدوري ، يتضمن نظائر أثقل ، مثل الكربون 14.

فستلاحظ أيضًا أن الأرقام الواردة في الجدول الدوري ، تنطبق على القشرة الأرضية / الغلاف الجوي ، وقد لا يكون لها تأثير كبير على نسبة النظائر المتوقعة ، في الوشاح أو اللب أو في عوالم أخرى.

وبمرور الوقت ، قد تلاحظ أن قيم الكتلة الذرية ، المدرجة لكل عنصر في الجدول الدوري ، قد تتغير قليلًا ، ويحدث هذا عندما يقوم العلماء ، بمراجعة نسبة النظائر المقدرة في القشرة ، وفي الجداول الدورية الحديثة ، يتم أحيانًا الاستشهاد ، بمجموعة من القيم بدلاً من كتلة ذرية واحدة.