Периодическая таблица с атомными массами

Что означает атомная масса

Почти вся масса атома сосредоточена в ядре, в протонах и нейтронах, каждый из которых весит около 1 u. Одна атомная единица массы определяется как одна двенадцатая массы атома углерода-12. Значение, указанное для каждого элемента, — это его стандартная атомная масса: средняя масса его природных изотопов с учётом того, насколько распространён каждый из них.

Масса одного моля элемента в граммах равна его атомной массе, поэтому то же число — и его молярная масса. Атомная масса углерода равна 12,011 u, так что один моль атомов углерода имеет массу 12,011 г. В таблице массы показаны с точностью до трёх знаков после запятой при значениях меньше 100 и до двух при значениях больше.

Почему атомные массы не целые числа

Большинство элементов — смесь изотопов, атомов с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов. Например, хлор примерно на 76% состоит из хлора-35 и на 24% из хлора-37. Средневзвешенное значение для них равно 35,45, поэтому атомная масса хлора лежит между ними, а не является целым числом.

У многих радиоактивных элементов, таких как технеций, радон и все элементы после урана, нет природной смеси изотопов, по которой можно было бы усреднять. Для них в таблице указано массовое число самого долгоживущего или наиболее известного изотопа в виде целого числа, например 98 для технеция и 222 для радона.

Закономерность и её исключения

Атомная масса растёт с атомным номером почти везде, потому что каждый новый элемент добавляет протон и обычно один или несколько нейтронов. В нескольких местах порядок обратный: аргон тяжелее калия, кобальт тяжелее никеля, а теллур тяжелее йода. Их самые распространённые изотопы несут лишние нейтроны. Таблица упорядочена по атомному номеру, то есть по числу протонов, а не по массе, поэтому каждый элемент всё равно стоит в той группе, которая соответствует его химии. Именно по этой причине Менделеев поставил теллур перед йодом, доверяя химическим свойствам больше, чем массе.

Разбор примера: молярная масса воды

Чтобы найти молярную массу соединения, сложите атомные массы всех его атомов. В воде, H₂O, два атома водорода по 1,008 каждый и один атом кислорода 15,999: 2 × 1,008 + 15,999 = 18,015 г/моль. Значит, в 18,015 г воды содержится один моль молекул, около 6,022 × 10²³ штук. Для более длинных формул калькулятор молярной массы выполняет то же сложение за вас.