質量數和原子量傻傻搞不清楚? 到底哪個才是原子真正的質量呢? 質量數為原子中質子的數量和中子的數量總和, 一般通常都會寫在元素符號的左上角。 像是碳C-12,把12記為C的上標。 就代表說, 這個¹²C的原子當中是由6個質子和6個中子所組成。 所以質量數其實並不代表是原子真正的質量呢! 原子量又是什麼呢? 是表示原子的真正質量嗎? 其實原子量也不是原子真正的質量。 原子量是一種比較質量, 所以他並沒有單位唷。 在1961年, 國際化學總會 決定以一個¹²C, 有6個質子和6個中子的原子質量12amu。 即¹²C=12為基準, 制定¹²C的原子量為12。 而其他原子的原子量, 就是和¹²C比較的結果。 例如一個鎂的原子是一個¹²C質量的兩倍, 我們就定義鎂的原子量為24。 因此, 原子量的定義是: (1) 原子的質量極小, 無法直接測量。 (2) 原子的質量, 採用相對質量表示法。 說到這一定有人覺得很奇怪。 在課本背面元素週期表上, 碳的原子量標註為12.01。 說好的以碳-12為標準呢? 原來是因為大部分的元素皆有同位素存在。 故週期表呈現的原子量為各同位素的加權平均。 我們稱之為平均原子量。 接下來談談平均原子量。 平均原子量等於各同位素原子量(M1、M2……) 與其百分含量(X1, X2……)之乘積的總和。 公式可寫作平均原子量=M1 * X1 + M2 * X2 +......... 例如剛剛所提到碳的平均原子量。 原子量等於12的¹²C在自然界中的含量為98.89%。 原子量等於13.0034的¹³C含量為1.11%。 依據公式計算碳的平均原子量 就是12×98.89%+13.0034×1.11%, 約等於12.01。 除了有原子量外, 也有分子量。 分子量定義是分子中所含原子的原子量總和。 也是一種比較質量, 沒有單位。 舉個例子來說, CO₂為一個碳原子和兩個氧原子所組成。 而碳的原子量為12、 氧的原子量為16 。 所以CO₂分子量為12+16x2=44。 由於原子和分子非常小, 我們在計算的時候不會以個為單位, 為了方便計算和測量數目極大的原子或分子, 常用的單位為莫耳。 就像去買綠豆一樣, 你不會跟老闆說我要5987顆的綠豆, 你會買一包綠豆, 這個包跟莫耳一樣是單位的一種表示方式。 再來談談莫耳的意義。 1莫耳(mol)的個數約為6.02x10²³個, 約為六千億兆個。 一般將此數值稱為亞佛加厥數(Nᴀ)。 代號則以mol表示。 用來表示原子質量的單位有兩個, 一個是莫耳質量, 一個是amu。 莫耳質量指的是1莫耳(mol) 原子或分子的實際質量。 即6.02x10²³個原子或分子的質量。 所以稱為莫耳質量。 莫耳質量可表示為1莫耳原子或分子的質量, 寫成g/mol。 而1個原子或分子的質量, 可以用amu(atomic mass unit)表示。 這是原子或分子的質量單位, 相當於1/6.02x10²³克。 例如乙醇(C₂H₅OH)的分子量為 12x2+1x6+16x1 等於24+6+16 等於46。 乙醇的分子質量, 以巨觀來看可表示成: 46克/莫耳, 即為一莫耳的乙醇為46克。 或從微觀來看, 可以表示成46 amu, 相當於一個乙醇分子為46 amu。 我們可以透過以下的公式來進行莫耳數的計算, 第一個算法是藉由原子或分子的質量去求其莫耳數。 讓我們來練習這個算法吧! 66克的二氧化碳分子中, 有幾莫耳的的氧原子? 已知碳的原子量12、 氧的原子量16, 所以二氧化碳的分子量計算出來是44, 也就是一莫耳的二氧化碳是44克。 那麼66克的二氧化碳相當於1.5莫耳。 所以我們可以換算出3莫耳的氧原子。 另一個算法則是藉由原子或分子的個數去求其莫耳數, 公式如畫面所示。 讓我們也來練習這個算法吧! 3x10²⁴ 個碳酸分子中, 有幾莫耳的氫原子呢? 首先利用亞佛加厥數換算為5莫耳的碳酸。 從碳酸的分子式又可以看出1個碳酸分子有2個氫原子。 所以算出總共是10莫耳的氫原子。 一起來挑戰個問題吧! 我們來複習一下今天所學到的東西吧! 原子量不是原子真正的質量, 而是一種比較質量。 分子量為分子中所含原子的原子量總和。 表示原子或分子質量的單位有兩種。 莫耳質量: 一莫耳原子或分子時的質量。 amu: 一個原子或分子的質量。 莫耳數的計算方式如畫面所示。 科學家們經由反覆的實驗後發現: 無論什麼種類的原子或分子, 只要是一莫耳都是6.02 X 10²³個, 這串龐大數目就是亞佛加厥的神祕數字, 在以往科技還沒有這麼發達的時候, 這串神秘數字究竟是怎麼算出來的呢? 歡迎在下方留言告訴我們你的答案哦! 下次見囉, bye bye