Relatív atomtömeg
A relatív atomtömeg (más néven atomtömeg; jele: Ar) az atomok súlyának mértékegysége. Egy adott mintából származó elem átlagos atomtömegének és egy szén-12 atom tömegének 1/12-éhez viszonyított aránya. Más szóval a relatív atomtömeg azt mondja meg, hogy egy adott mintából származó elem átlagos atomja hányszor nehezebb, mint a szén-12 atom tizenketted része. A relatív atomtömegben a relatív szó a szén-12-hez viszonyított skálázásra utal. A relatív atomtömeg értékek arányok; a relatív atomtömeg dimenziótlan mennyiség. A relatív atomtömeg megegyezik az atomsúllyal, ami a régebbi kifejezés.
Az atom protonjainak száma határozza meg, hogy milyen elemről van szó. A természetben azonban a legtöbb elem különböző számú neutronokkal rendelkező atomokból áll. Egy elem egy bizonyos számú neutronnal rendelkező atomját izotópnak nevezzük. Például a tallium elemnek két gyakori izotópja van: a tallium-203 és a tallium-205. A tallium mindkét izotópjának 81 protonja van, de a tallium-205-nek 124 neutronja van, azaz kettővel több, mint a tallium-203-nak, amelynek 122 neutronja van. Mindegyik izotópnak megvan a maga tömege, amit izotóptömegnek nevezünk. A relatív izotóptömeg az izotóp tömege a szén-12 atom tömegének 1/12-éhez viszonyítva. Egy izotóp relatív izotóptömege nagyjából megegyezik az izotóp tömegszámával, amely az atommagban lévő protonok és neutronok száma. A relatív atomtömegértékekhez hasonlóan a relatív izotóptömegértékek is mértékegység nélküli arányok.
Egy elem mintájának relatív atomtömegét a relatív izotóptömegek bőséggel súlyozott átlagának kiszámításával tudjuk meghatározni. Például, ha egy talliumminta 30%-ban tallium-203-ból és 70%-ban tallium-205-ből áll,
A r = ( 203 × 30 ) + ( 205 × 70 ) 100 = ( 6090 ) + ( 14350 ) 100 = 20440 100 = 204.4 {\displaystyle A_{r}={\frac {(203\times 30)+(205\times 70)}{100}}={\frac {(6090)+(14350)}{100}}={\frac {(6090)+(14350)}{100}}={\frac {20440}{100}}=204.4} 
Egynél több izotópból álló elem két, egymástól távol eső földi forrásból származó mintája várhatóan kissé eltérő relatív atomtömegű lesz. Ennek oka, hogy az egyes izotópok aránya a különböző helyeken kissé eltérő.
A standard atomtömeg az elem több normális mintájának relatív atomtömegének átlagértéke. A standard atomtömeg-értékeket a Nemzetközi Tiszta és Alkalmazott Kémiai Unió (IUPAC) Izotóptömegek és Atomtömegek Bizottsága rendszeres időközönként teszi közzé. Az egyes elemek standard atomtömegét a periódusos rendszerben találjuk.
Gyakran használják a relatív atomtömeg kifejezést a standard atomtömegre. Ez nem egészen helyes, mert a relatív atomtömeg egy kevésbé specifikus kifejezés, amely az egyes mintákra vonatkozik. Egy elem egyes mintáinak relatív atomtömege eltérhet az elem standard atomtömegétől. Például egy másik bolygóról származó minta relatív atomtömege nagyon eltérhet a földi standard értéktől.
A relatív atomtömeg nem azonos a következőkkel:
Kérdések és válaszok
K: Mi a relatív atomtömeg?
V: A relatív atomtömeg (más néven atomtömeg; jele: Ar) annak a mértékegysége, hogy az atomok milyen nehezek. Ez egy adott mintából származó elem átlagos atomtömegének és egy szén-12 atom tömegének 1/12-éhez viszonyított aránya. Más szóval azt mutatja meg, hogy egy adott mintából származó átlagos atom hányszor nehezebb, mint a szén-12 atom tizenketted része.
K: Mit jelent a "relatív" a relatív atomtömegben?
V: A "relatív" szó a relatív atomtömegben a szén-12-hez viszonyított skálázásra utal, ami azt jelenti, hogy két tömeg közötti arányt mér, nem pedig azt, hogy önmagában bármilyen konkrét egységgel rendelkezik.
K: Miben különböznek az izotópok egymástól?
V: Az izotópok olyan atomok, amelyek különböző számú neutronnal rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy különböző tömegük és így különböző relatív izotóptömegük van. Például a talliumnak két közös izotópja van - a tallium-203 és a tallium-205 -, amelyek mindkettő 81 protonból áll, de a neutronok számában különböznek (122 a 203 és 124 a 205 esetében).
K: Hogyan lehet kiszámítani egy minta relatív atomtömegét?
V: A relatív atomtömeget úgy találhatjuk meg, hogy kiszámítjuk az adott izotóp relatív izotóptömegének gyakorisággal súlyozott átlagát. Például, ha egy minta 30%-ban tallium-203-ból és 70%-ban tallium-205-ből áll, akkor kiszámíthatjuk, hogy A_r = (203 x 30) + (205 x 70)/100 = 204,4.
K: Mi a standard atomtömeg?
V: A standard atomtömeg az IUPAC (International Union Of Pure And Applied Chemistry) által rendszeres időközönként közzétett összes normál minta relatív atomtömegének átlagértéke. Ez az érték megjelenik a periódusos táblázatokban, valamint felcserélhető a relatív atomtömeggel, amikor az egyes mintákra vagy elemekre utalnak.
K: Hogyan különbözhetnek a különböző helyekről vett minták relatív atomtömegei?
V: A különböző helyekről vett minták relatív atomtömegei kissé eltérhetnek egymástól, mivel az egyes elemek izotópjai között az adott helyeken eltérő arányok vannak.
