Suhteellinen atomimassa
Suhteellinen atomimassa (myös atomipaino; symboli: Ar) on atomien painon mitta. Se on tietyn näytteen alkuaineen keskimääräisen atomikohtaisen massan suhde 1/12 hiili-12-atomin massaan. Toisin sanoen suhteellinen atomimassa kertoo, kuinka monta kertaa tietyn näytteen alkuaineen keskimääräinen atomi on raskaampi kuin yksi kahdestoistaosa hiili-12:n atomista. Sana suhteellinen suhteellisessa atomimassassa viittaa tähän skaalaukseen suhteessa hiili-12:een. Suhteellisen atomimassan arvot ovat suhdelukuja; suhteellinen atomimassa on dimensioton suure. Suhteellinen atomimassa on sama kuin atomipaino, joka on vanhempi termi.
Atomin sisältämien protonien määrä määrää, mikä alkuaine se on. Useimmat luonnossa esiintyvät alkuaineet koostuvat kuitenkin atomeista, joilla on eri määrä neutroneita. Alkuaineen atomia, jolla on tietty määrä neutroneita, kutsutaan isotoopiksi. Esimerkiksi alkuaine talliumilla on kaksi yleistä isotooppia: tallium-203 ja tallium-205. Molemmissa talliumin isotoopeissa on 81 protonia, mutta tallium-205:ssä on 124 neutronia, kaksi enemmän kuin tallium-203:ssa, jossa on 122 neutronia. Kullakin isotoopilla on oma massansa, jota kutsutaan isotooppimassaksi. Suhteellinen isotooppimassa on isotoopin massa suhteessa 1/12 hiili-12-atomin massaan. Isotoopin suhteellinen isotooppimassa on suunnilleen sama kuin sen massaluku, joka on protonien ja neutronien lukumäärä ytimessä. Kuten suhteelliset atomimassat, myös suhteelliset isotooppimassat ovat suhdelukuja, joissa ei ole yksiköitä.
Alkuainenäytteen suhteellinen atomimassa saadaan selville laskemalla suhteellisten isotooppimassojen runsauspainotettu keskiarvo. Jos esimerkiksi talliuminäyte koostuu 30 % tallium-203:sta ja 70 % tallium-205:stä,
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}} 
Useammasta kuin yhdestä isotoopista koostuvan alkuaineen kahdella näytteellä, jotka on kerätty kahdesta kaukana toisistaan sijaitsevasta lähteestä maapallolla, odotetaan olevan hieman erilaiset suhteelliset atomimassat. Tämä johtuu siitä, että kunkin isotoopin osuudet ovat hieman erilaiset eri paikoissa.
Standardiatomipaino on alkuaineen normaalinäytteiden suhteellisten atomimassojen keskiarvo. Kansainvälisen puhtaan ja soveltavan kemian liiton (IUPAC) isotooppipainoja ja atomipainoja käsittelevä toimikunta julkaisee atomipainojen vakioarvot säännöllisin väliajoin. Kunkin alkuaineen vakioatomipaino on jaksollisessa järjestelmässä.
Usein termiä suhteellinen atomimassa käytetään tarkoittamaan vakioatomipainoa. Tämä ei ole aivan oikein, sillä suhteellinen atomimassa on vähemmän täsmällinen termi, joka viittaa yksittäisiin näytteisiin. Alkuaineen yksittäisten näytteiden suhteellinen atomimassa voi poiketa alkuaineen vakioatomipainosta. Esimerkiksi joltain toiselta planeetalta peräisin olevan näytteen suhteellinen atomimassa voi olla hyvin erilainen kuin maapallon vakioarvo.
Suhteellinen atomimassa ei ole sama kuin:
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on suhteellinen atomimassa?
V: Suhteellinen atomimassa (kutsutaan myös atomipainoksi; symboli: Ar) on mitta, jolla mitataan, kuinka raskaita atomit ovat. Se on tietyn näytteen alkuaineen keskimääräisen atomikohtaisen massan suhde 1/12 hiili-12-atomin massaan. Toisin sanoen se kertoo, kuinka monta kertaa tietyn näytteen keskimääräinen atomi on raskaampi kuin yksi kahdestoistaosa hiili-12-atomin atomista.
K: Mitä tarkoittaa "suhteellinen" suhteellisessa atomimassassa?
V: Sana "suhteellinen" suhteellisessa atomimassassa viittaa tähän skaalaukseen suhteessa hiili-12:een, mikä tarkoittaa sitä, että se mittaa kahden massan välistä suhdetta sen sijaan, että sillä olisi itse mitään erityisiä yksiköitä.
K: Miten isotoopit eroavat toisistaan?
V: Isotoopit ovat atomeja, joilla on eri määrä neutroneita, mikä tarkoittaa, että niillä on eri massat ja siten eri suhteelliset isotooppimassat. Esimerkiksi talliumilla on kaksi yleistä isotooppia - tallium-203 ja tallium-205 - joilla molemmilla on 81 protonia mutta jotka eroavat toisistaan neutronien lukumäärän suhteen (122 neutronia 203:ssa ja 124 neutronia 205:ssä).
Kysymys: Miten voimme laskea näytteen suhteellisen atomimassan?
V: Voimme löytää suhteellisen atomimassan laskemalla kyseisen isotoopin suhteellisten isotooppimassojen runsauspainotetun keskiarvon. Esimerkiksi jos näyte koostuu 30 % tallium-203:sta ja 70 % tallium-205:sta, lasketaan A_r = (203 x 30) + (205 x 70)/100 = 204,4.
Kysymys: Mikä on vakioatomipaino?
V: Standardiatomipaino on kaikkien normaalien näytteiden suhteellisten atomimassojen keskiarvo, jonka IUPAC (International Union Of Pure And Applied Chemistry) julkaisee säännöllisin väliajoin. Tämä arvo esiintyy jaksollisissa taulukoissa ja sitä käytetään vaihdellen suhteellisen atomimassan kanssa, kun viitataan yksittäisiin näytteisiin tai alkuaineisiin.
Kysymys: Miten eri paikoista otettujen näytteiden suhteelliset atomimassat voivat vaihdella?
V: Eri paikoista otetuilla näytteillä voi olla hieman erilaiset suhteelliset atomimassat, koska kunkin alkuaineen isotooppien väliset suhteet kyseisissä paikoissa ovat erilaiset.
