الكيمياء من الموضوعات التي تهم الكثيرين، وتحتوي على العديد من أسرار المواد وسبب اتحادها أو انفصالها لتكوين عناصر جديدة، وكل ما هو موجود حولنا هو في الأساس مكون من مادة حتى أجسادنا، وذلك من خلال بعد ذلك سنكون قادرين على معرفة ما تعرفه بمتوسط الكتلة النظائر المختلفة للعنصر من خلال الموقع.
يتم تعريفه على أنه متوسط كتلة النظائر المختلفة للعنصر
تُعرَّف الكتلة الذرية بأنها متوسط كتلة النظائر المختلفة للعنصر. لمعرفة مفهوم النظائر والكتل الذرية، دعنا نتبع النقاط التالية.
- يوجد تعريف آخر للكتلة الذرية في الكيمياء وهو عدد البروتينات والنيوترونات والإلكترونات الموجودة في ذرة أو جزء من عنصر.
- يعتمد متوسط نظير عنصر ما على عدد البروتونات والنيوترونات ووجودها في الطبيعة.
- يُطلق على متوسط الكتلة الذرية أيضًا الوزن الذري ويتم تحديده وحسابه وفقًا لبعض المعايير المحددة، ويمكن أيضًا تسميته (الكتلة الذرية النسبية).
- بالنسبة للنظائر، يتم تمثيلها في الأشكال المختلفة لنفس العنصر الكيميائي بأعداد كتلة ذرية مختلفة.
- يمكننا إيجاد حوالي 21 عنصرًا بنظير واحد فقط وتكون كتلها الذرية متشابهة، لكن العناصر الأخرى التي تحتوي على العديد من النظائر أو اثنين فقط توجد بكتل ذرية مختلفة.
- من المهم أن نلاحظ أن العنصر، على الرغم من أنه قد يحتوي على أعداد مختلفة من النيوترونات في النواة، فإن عدد البروتينات فيه ثابت، وهنا يأتي تعريف آخر للنظائر، وهو أنها عناصر بها نيوترونات وبالتالي كتل مختلفة .
كيفية حساب متوسط الكتل الذرية
من أجل حساب متوسط الكتلة الذرية، يجب اتباع بعض الخطوات البسيطة والسهلة، بافتراض وجود عنصر نرمز إليه بـ (R) بثلاثة نظائر مختلفة (ص 1)، (ص 2)، (ص. 3).
- من المهم معرفة النسب المئوية لنظائر العنصر في الطبيعة.
- هذا بالإضافة إلى معرفة الكتل الخاصة بكل منها.
- بعد معرفة المعلومات السابقة يتم استخدامها في معادلة رياضية بسيطة كالتالي
متوسط الكتل الذرية (الوزن الذري) للعنصر (R) = (R 1٪ / 100 x كتلة p1) + (R 2٪ / 100 x كتلة p2) + (R 3٪ / 100 x كتلة p3).
- غالبًا ما توجد الكتلة الذرية لعنصر في الجدول الدوري أسفل رمزه.
- لتأكيد شرح طريقة حساب الكتلة الذرية نذكر المثال التالي يحتوي الكلور على نظيرين أحدهما يحتوي على 18 نيوترون (75.77٪ من الذرات الطبيعية للكلور) والنظير الآخر يتكون من 20 نيوترون 24.23٪ من الكلور ذرات)، وعدد البروتينات في الكلور الأصلي 17.
- العدد الكتلي للنظير الأول للكلور هو 35 والآخر 37، وبالتالي فإن متوسط الكتلة الذرية = (0.7577 × 35) + (0.2423 × 37) = 35.48 وحدة دولية.
لماذا لا يتم التعبير عن الكتل الذرية بأعداد صحيحة في الجدول الدوري
الجواب الصحيح على هذا السؤال كالتالي
- كما ذكرنا، فإن الكتل الذرية في الجدول الدوري هي كتل النظائر في الطبيعة للعناصر، والتي غالبًا لا يتم تمثيلها بعدد صحيح.
- هذا على عكس عدد الكتلة، والذي يتم تمثيله بعدد البروتونات والنيوترونات الموجودة في العنصر، وهو عدد صحيح لا يمكن أن يكون رقمًا عشريًا آمنًا.
المصطلحات الكيميائية المتعلقة بالوزن الذري
هناك العديد من المصطلحات المرتبطة بالوزن الذري أو متوسط الكتلة الذرية
- الكتلة الذرية هي كتلة الذرة أو الجسيم، وتقاس بـ 1/12 من كتلة الكربون (ca-12) أو ما يسمى بالوحدة (U)، ويمكن اعتبار النسبة قريبة جدًا من كتلة العنصر، والكتلة الذرية التي تختلف عن الوزن الذري في الوزن هي مقياس الجاذبية وتقاس بالنيوتن.
- الوزن الذري القياسي هو الكتلة الذرية النسبية المقدرة لعنصر معين في قشرة الأرض أو الغلاف الجوي، وهي قيمة تتغير باستمرار بسبب استكشاف العناصر الحديثة.
- الكتلة النسبية للنظائر يمكن القول أنها مفهوم الكتلة الذرية، وهي تعبر عن النسبة بين كتلة ذرة واحدة وكتلة وحدة ذرية موحدة.
- الوفرة الطبيعية وفرة نظير عنصر معين في الكون.
- العدد الكتلي هو عدد البروتونات والنيوترونات في نواة العنصر.
الكتلة الذرية ضمن دراسة الكيمياء العضوية
يوجد العديد من فروع الكيمياء، ولكل منها مجالات دراسية عديدة، ومن بين هذه الفروع نجد الكيمياء العضوية التي يتم فيها دراسة ما يلي
- يتم دراسة العناصر التي يحتوي تركيبها على عنصر الكربون والهيدروجين بشكل خاص وكيفية تفاعلها مع المواد الأخرى، ويرجع ذلك إلى التركيبة المميزة للكربون والهيدروجين التي تسمح لها بالدخول في العديد من التفاعلات الكيميائية المعقدة، وتسمى ( كيمياء الحياة).
- من الممكن أيضًا استخدام الكيمياء العضوية في العديد من المجالات الطبية والصناعية، وإنتاج العديد من المواد والأدوات الطبيعية مثل المعادن.
مركبات العضوية
أما المركبات العضوية التي يتم دراستها في الكيمياء العضوية، وتتكون من تفاعل الكربون والهيدروجين والعديد من المواد الأخرى، فهي مقسمة إلى أربعة أقسام رئيسية
- الكربوهيدرات وهي المركبات الأساسية التي تزود الجسم بالطاقة، حيث يتداخل الكربون والهيدروجين مع عنصر الأكسجين، ويكون عدد الأكسجين فيها نصف عدد الهيدروجين، وتتكون هذه المواد من السكريات الأحادية مثل الجلوكوز وغيرها. .
- – الحمص النووي هو الحمص المسؤول عن المعلومات الوراثية في جسم الإنسان.
- الدهون هي مواد تحافظ على الطاقة التي يحتاجها الجسم لوقت لاحق، وتكوينها مشابه للكربوهيدرات، لكنها تحتوي على نسبة أعلى من الهيدروجين. أحد هذه المواد في الطبيعة هو زيت الزيتون.
- البروتينات وهي من المواد الأساسية لبناء جسم الكائن الحي، وهي تحفز التفاعلات الكيميائية، وتتكون هذه المواد من الأكسجين، والكربون، والهيدروجين، والنيتروجين لتكوين أحماض أمينية معقدة أو بسيطة، والمغنيسيوم، والكبريت، والفوسفور. أن تشارك في تكوينها.
بهذا المعنى، أوضحنا وأعطينا معنى المصطلح المحدد على أنه متوسط كتل النظائر المختلفة للعنصر.