અણુ સમૂહ એકમ સંબંધિત અણુ સમૂહ. અણુ સમૂહ

અણુ સમૂહ, સંબંધિત અણુ સમૂહ(અપ્રચલિત નામ - અણુ વજન) - અણુના સમૂહનું મૂલ્ય, અણુ સમૂહ એકમોમાં વ્યક્ત થાય છે. હાલમાં, અણુ દળના એકમને કાર્બન 12C ના સૌથી સામાન્ય આઇસોટોપના તટસ્થ અણુના દળના 1/12 બરાબર ગણવામાં આવે છે, તેથી વ્યાખ્યા પ્રમાણે આ આઇસોટોપનું અણુ દળ બરાબર 12 છે. અન્ય કોઈપણ આઇસોટોપ માટે, અણુ સમૂહ પૂર્ણાંક નથી, જો કે તે આ આઇસોટોપની સમૂહ સંખ્યાની નજીક છે (એટલે ​​​​કે, ન્યુક્લિયનની કુલ સંખ્યા - પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન - તેના ન્યુક્લિયસમાં). આઇસોટોપના અણુ સમૂહ અને તેના સમૂહ સંખ્યા વચ્ચેના તફાવતને અધિક માસ (સામાન્ય રીતે MeVah માં દર્શાવવામાં આવે છે) કહેવાય છે. તે હકારાત્મક અથવા નકારાત્મક હોઈ શકે છે; તેની ઘટનાનું કારણ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યા પર ન્યુક્લીની બંધનકર્તા ઊર્જાની બિનરેખીય અવલંબન તેમજ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનના સમૂહમાં તફાવત છે.

સામૂહિક સંખ્યા પર અણુ સમૂહની અવલંબન નીચે મુજબ છે: અધિક માસ હાઇડ્રોજન -1 માટે હકારાત્મક છે, વધતા જથ્થાની સંખ્યા સાથે તે ઘટે છે અને જ્યાં સુધી લઘુત્તમ લોહ -56 સુધી પહોંચે નહીં ત્યાં સુધી તે નકારાત્મક બને છે, પછી તે વધવા માંડે છે અને વધે છે. ભારે ન્યુક્લાઇડ્સ માટે હકારાત્મક મૂલ્યો માટે. આ એ હકીકતને અનુરૂપ છે કે આયર્ન કરતાં ભારે ન્યુક્લીનું વિભાજન ઊર્જા મુક્ત કરે છે, જ્યારે પ્રકાશ ન્યુક્લીના વિભાજનને ઊર્જાની જરૂર પડે છે. તેનાથી વિપરિત, આયર્ન કરતાં હળવા ન્યુક્લીનું ફ્યુઝન ઊર્જા મુક્ત કરે છે, જ્યારે આયર્ન કરતાં ભારે તત્વોના મિશ્રણને વધારાની ઊર્જાની જરૂર પડે છે.

રાસાયણિક તત્વનો અણુ સમૂહ ("સરેરાશ અણુ સમૂહ", "પ્રમાણભૂત અણુ સમૂહ") એ આપેલ રાસાયણિક તત્વના તમામ સ્થિર આઇસોટોપ્સનો ભારિત સરેરાશ અણુ સમૂહ છે, જે પૃથ્વીના પોપડા અને વાતાવરણમાં તેમની કુદરતી વિપુલતાને ધ્યાનમાં લે છે. તે આ અણુ સમૂહ છે જે સામયિક કોષ્ટકમાં રજૂ કરવામાં આવે છે અને તેનો ઉપયોગ સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક ગણતરીઓમાં થાય છે. વિક્ષેપિત આઇસોટોપિક ગુણોત્તર (ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક આઇસોટોપમાં સમૃદ્ધ) સાથે તત્વનો અણુ સમૂહ પ્રમાણભૂત કરતાં અલગ છે.

મોકેમિકલ સંયોજનનો પરમાણુ સમૂહ એ ઘટકોના અણુ સમૂહનો સરવાળો છે જે તેને બનાવે છે, જે સંયોજનના રાસાયણિક સૂત્ર અનુસાર તત્વોના સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક ગુણાંક દ્વારા ગુણાકાર કરવામાં આવે છે. કડક શબ્દોમાં કહીએ તો, પરમાણુનું દળ તેના ઘટક અણુઓના દળ કરતાં પરમાણુની બંધનકર્તા ઉર્જા જેટલી રકમથી ઓછું હોય છે. જો કે, આ સામૂહિક ખામી પરમાણુના સમૂહ કરતા 9-10 ઓર્ડરની તીવ્રતા ઓછી છે અને તેને અવગણી શકાય છે.

છછુંદર (અને એવોગાડ્રોની સંખ્યા) ની વ્યાખ્યા પસંદ કરવામાં આવે છે જેથી પદાર્થના એક છછુંદર (દાળ સમૂહ), જે ગ્રામમાં દર્શાવવામાં આવે છે, તે પદાર્થના અણુ (અથવા મોલેક્યુલર) સમૂહની સંખ્યાત્મક રીતે સમાન હોય. ઉદાહરણ તરીકે, આયર્નનો અણુ સમૂહ 55.847 છે. તેથી, લોખંડના અણુઓના એક છછુંદર (એટલે ​​​​કે, તેમની સંખ્યા એવોગાડ્રોની સંખ્યા, 6.022 1023 જેટલી છે) 55.847 ગ્રામ ધરાવે છે.

અણુઓ અને પરમાણુઓના સમૂહની સીધી સરખામણી અને માપન માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રિક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.
વાર્તા
1960 ના દાયકા સુધી, અણુ સમૂહને વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવ્યો હતો જેથી આઇસોટોપ ઓક્સિજન-16 16 (ઓક્સિજન સ્કેલ) નો અણુ સમૂહ ધરાવે છે. જો કે, પ્રાકૃતિક ઓક્સિજનમાં ઓક્સિજન-17 અને ઓક્સિજન-18નો ગુણોત્તર, જેનો ઉપયોગ અણુ સમૂહની ગણતરીમાં પણ થતો હતો, પરિણામે અણુ સમૂહના બે અલગ-અલગ કોષ્ટકો આવ્યા. રસાયણશાસ્ત્રીઓએ એ હકીકત પર આધારિત સ્કેલનો ઉપયોગ કર્યો કે ઓક્સિજન આઇસોટોપના કુદરતી મિશ્રણનો અણુ સમૂહ 16 હશે, જ્યારે ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ ઓક્સિજનના સૌથી સામાન્ય આઇસોટોપ (જેમાં આઠ પ્રોટોન અને આઠ ન્યુટ્રોન છે) ના અણુ સમૂહને સમાન સંખ્યા 16 સોંપી. ).
વિકિપીડિયા

અણુઓ અને પરમાણુઓનો સમૂહ ખૂબ જ નાનો છે, તેથી માપનના એકમ તરીકે એક અણુના દળને પસંદ કરવાનું અને તેની તુલનામાં બાકીના અણુઓના દળને વ્યક્ત કરવું અનુકૂળ છે. અણુ સિદ્ધાંતના સ્થાપક, ડાલ્ટન, જેમણે હાઇડ્રોજન પરમાણુના સમૂહને એક તરીકે લેતા, અણુ સમૂહનું કોષ્ટક તૈયાર કર્યું હતું, તે બરાબર છે.

1961 સુધી, ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, 16O ઓક્સિજન અણુના 1/16 દળને અણુ સમૂહ એકમ (amu) તરીકે લેવામાં આવતો હતો, અને રસાયણશાસ્ત્રમાં - કુદરતી ઓક્સિજનના સરેરાશ અણુ સમૂહના 1/16, જે ત્રણનું મિશ્રણ છે. આઇસોટોપ્સ દળનું રાસાયણિક એકમ ભૌતિક કરતાં 0.03% મોટું હતું.

હાલમાં, ભૌતિકશાસ્ત્ર અને રસાયણશાસ્ત્રમાં એકીકૃત માપન પદ્ધતિ અપનાવવામાં આવી છે. 12C કાર્બન અણુના દળના 1/12ને અણુ સમૂહના પ્રમાણભૂત એકમ તરીકે પસંદ કરવામાં આવ્યો હતો.

1 અમુ = 1/12 m(12С) = 1.66057×10-27 kg = 1.66057×10-24 ગ્રામ.

સંબંધિત અણુ સમૂહની ગણતરી કરતી વખતે, પૃથ્વીના પોપડામાં તત્વોના આઇસોટોપ્સની વિપુલતા ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ક્લોરિન પાસે બે આઇસોટોપ 35Сl (75.5%) અને 37Сl (24.5%) છે.

Ar(Cl) = (0.755×m(35Сl) + 0.245×m(37Сl)) / (1/12×m(12С) = 35.5.

સાપેક્ષ પરમાણુ સમૂહની વ્યાખ્યા પરથી તે અનુસરે છે કે અણુનું સરેરાશ નિરપેક્ષ દળ અમુ વડે ગુણાકાર કરેલા સંબંધિત અણુ સમૂહની બરાબર છે:

m(Cl) = 35.5 × 1.66057 × 10-24 = 5.89 × 10-23 ગ્રામ.

સમસ્યા હલ કરવાના ઉદાહરણો

સંબંધિત અણુ અને પરમાણુ સમૂહ

આ કેલ્ક્યુલેટર તત્વોના અણુ સમૂહની ગણતરી કરવા માટે રચાયેલ છે.

અણુ સમૂહ(પણ કહેવાય છે સંબંધિત અણુ સમૂહ) એ પદાર્થના એક અણુના સમૂહનું મૂલ્ય છે. સંબંધિત અણુ સમૂહ અણુ સમૂહ એકમોમાં વ્યક્ત થાય છે. સંબંધિત અણુ સમૂહ વિશિષ્ટ(સાચું) વજનઅણુ તે જ સમયે, અણુનો વાસ્તવિક સમૂહ ખૂબ નાનો છે અને તેથી વ્યવહારિક ઉપયોગ માટે અયોગ્ય છે.

પદાર્થનું અણુ સમૂહ જથ્થાને અસર કરે છે પ્રોટોનઅને ન્યુટ્રોનઅણુના ન્યુક્લિયસમાં.

ઇલેક્ટ્રોન માસને અવગણવામાં આવે છે કારણ કે તે ખૂબ જ નાનો છે.

પદાર્થના અણુ સમૂહને નિર્ધારિત કરવા માટે, તમારે નીચેની માહિતી દાખલ કરવી આવશ્યક છે:

• પ્રોટોનની સંખ્યા- પદાર્થના ન્યુક્લિયસમાં કેટલા પ્રોટોન છે;
• ન્યુટ્રોનની સંખ્યા- પદાર્થના ન્યુક્લિયસમાં કેટલા ન્યુટ્રોન છે.

આ ડેટાના આધારે, કેલ્ક્યુલેટર અણુ સમૂહના એકમોમાં વ્યક્ત કરાયેલા પદાર્થના અણુ સમૂહની ગણતરી કરશે.

રાસાયણિક તત્વો અને તેમના અણુ સમૂહનું કોષ્ટક હાઇડ્રોજન એચ 1,0079 નિકલ ના છે 58,70 હિલીયમ તેમણે 4,0026 બેકર કુ 63,546 લિથિયમ લિ 6941 ઝીંક Zn 65,38 બેરિલિયમ હોવું 9,01218 ગૌલ જ્યોર્જિયા 69,72 બોર IN 10,81 જર્મની જી.ઇ. 72,59 કાર્બન સાથે 12,011 આર્સેનિક કેવી રીતે 74,9216 નાઇટ્રોજન એન 14,0067 સેલેનિયમ છે 78,96 ઓક્સિજન ઓ 15,9994 બ્રોમિન બ્રોમિન 79904 ફ્લોરાઈડ એફ 18,99840 ક્રિપ્ટોન ક્ર 83,80 નિયોન નથી 20,179 રૂબિડિયમ આરબી 85,4678 સોડિયમ ચાલુ 22,98977 સ્ટ્રોન્ટીયમ ભૂંસી નાખ્યું 87,62 મેગ્નેશિયમ મિલિગ્રામ 24,305 યટ્રીયમ વાય 88,9059 એલ્યુમિનિયમ અલ 26,98154 ઝિર્કોનિયમ Zr 91,22 નિઓબિયમ Nb 92,9064 નોબેલ નથી 255 મોલીબ્ડેનમ મો 95,94 લોરેન્સ એલ.આર 256 ટેકનેટિયમ ટી.એસ 98,9062 કુર્ચાટોવી ka 261 રુથેનિયમ રૂ 101,07 * * * રોડિયમ રીસસ 102.9055 * * * પેલેડિયમ પીડી 106,4 * * * ચાંદી એજી 107 868 * * * સિલિકોન તમે 28,086 કેડમિયમ સીડી 112,40 ફોસ્ફરસ પી 30,97376 ભારત 114,82 સલ્ફર 32,06 ટીન એસ.એન 118,69 ક્લોરિન Cl 35,453 એન્ટિમોની એસ.બી 121,75 આર્ગોન અરકાનસાસ 39,948 ટેલ્યુરિયમ આ 127,60 પોટેશિયમ TO 39,098 આયોડિન આઈ 126,904 કેલ્શિયમ કેલિફોર્નિયા 40,08 ઝેનોન Xe 131,30 સ્કેન્ડિયમ દક્ષિણ કેરોલિના 44,9559 સીઝિયમ સી.એસ 132.9054 ટાઇટેનિયમ આ 47,90 બેરિયમ ba 137,34 વેનેડિયમ 50,9414 લેન્થેનમ la 138.9055 ક્રોમિયમ ક્ર 51,996 સેરિયમ સી.ઈ 140,12 મેંગેનીઝ મિનેસોટા 54,9380 પ્રાસોડીમ પ્ર 140.9077 લોખંડ ફે 55,847 હું નથી એનડી 144,24 કોબાલ્ટ કો. 58,9332 પ્રોમિથિયમ સાંજ સમરિયા એસ.એમ 150,4 બિસ્મથ કરશે 208.9804 યુરોપીયમ યુરોપિયન યુનિયન 151,96 પોલોનિયમ પછી 209 ગેડોલિનિયમ જી-ડી 157,25 ASTAT વી 210 ટર્બિયમ ટીબી 158.9254 રેડોન આર.એન 222 ડિસપ્રોસિયમ du $ 16,50 ફ્રાન્સ fr 223 હોલમિયમ હે 164.9304 ત્રિજ્યા આર 226.0254 એર્બિયમ એર 167,26 એક્ટિનિયમ એસી 227 થુલિયમ ટીએમ 168.9342 થોરિયમ મી 232.0381 ytterbium Yb 173,04 પ્રોટેક્ટીનિયમ પેન્સિલવેનિયા 231.0359 લુટેટીયા લુ 174,97 યુરેનસ યુ 238,029 હેફનીયમ ઉચ્ચ આવર્તન 178,49 નેપ્ચ્યુનિયમ એનપી 237.0482 ટેન્ટેલમ આ 180.9479 પ્લુટોનિયમ પુ 244 ટંગસ્ટન ડબલ્યુ 183,85 અમેરિકા એમ 243 રેનિયમ પુનઃ 186,207 ક્યુરી સેમી 247 ઓસ્મિયમ ઓએસ 190,2 બર્કલે બી.કે. 247 ઇરિડીયમ ઇન્ફ્રારેડ 192,22 કેલિફોર્નિયા સરખામણી 251 પ્લેટિનમ પં 195,09 આઈન્સ્ટાઈન es 254 સોનું એયુ 196.9665 ફર્મી Fm 257 પારો પારો 200,59 મેન્ડેલેવી મેરીલેન્ડ 258 થેલિયમ Tl 204,37 * * * લીડ પી.બી 207,2 * * *

તત્વનું સાપેક્ષ અણુ દળ કાર્ય સ્થિતિ: ઓક્સિજનના પરમાણુનું સમૂહ નક્કી કરો. કાર્ય નં. 4.1.2 "USPTU ખાતે ભૌતિકશાસ્ત્રની આગામી પરીક્ષાઓની તૈયારીમાં સમસ્યાઓના સંગ્રહ"માંથી માહિતી: ઉકેલ: મોલેક્યુલર ઓક્સિજન પરમાણુ \(\nu\) (મનસ્વી સંખ્યા) ને ધ્યાનમાં લો. ચાલો યાદ રાખીએ કે ઓક્સિજન સૂત્ર O2 છે. ઓક્સિજનના આપેલ જથ્થાના દળ (\m) શોધવા માટે, ઓક્સિજનના પરમાણુ સમૂહ\(M\) ને મોલ્સ\(\nu\) ની સંખ્યા વડે ગુણાકાર કરવામાં આવે છે. સામયિક કોષ્ટકનો ઉપયોગ કરીને, તે સ્થાપિત કરવું સરળ છે કે ઓક્સિજનનો દાઢ સમૂહ \(M\) 32 g/mol અથવા 0.032 kg/mol છે. એક મોલમાં, એવોગાડ્રો પરમાણુઓ \(N_A\) અને v\(\nu\) mol - v\(\nu\) ની સંખ્યા ક્યારેક વધારે હોય છે, એટલે કે. એક પરમાણુના દળને શોધવા માટે \(m_0\), કુલ દળ \(m\) ને અણુઓની સંખ્યા \(N\) દ્વારા વિભાજિત કરવું આવશ્યક છે. \ [(m_0) = \frac (m) (N)\] \ [(m_0) = \frac ((\nu \cdot M)) (\nu \cdot (N_A)))\] \ ((M_0) = \frac (M) (((N_A))) \] એવોગાડ્રોનો નંબર (N_A1) 6.022 1023 mol-1 ની બરાબર ટેબ્યુલર મૂલ્ય છે. અમે ગણતરીઓ કરીએ છીએ: \[(M_0) = \frac ((0.032)) ((6.022\cdot ((10) * (23)))) = 5.3\cdot (10^(-26))\; = 5.3 kg\cdot(10^(-23))\; આર\] જવાબ: 5.3 · 10-23 ગ્રામ. જો તમે ઉકેલ સમજી શકતા નથી અને જો તમને કોઈ પ્રશ્નો હોય અથવા કોઈ ભૂલ મળી હોય, તો તમે નીચે ટિપ્પણી કરી શકો છો. અણુઓ ખૂબ નાના અને ખૂબ નાના છે. જો આપણે રાસાયણિક તત્વના અણુના સમૂહને ગ્રામમાં વ્યક્ત કરીએ, તો તે એક સંખ્યા હશે જેના માટે દશાંશ બિંદુ વીસ શૂન્ય કરતાં વધુ છે. તેથી, અણુઓના સમૂહને ગ્રામમાં માપવું અયોગ્ય છે. જો કે, જો આપણે એકમ દીઠ ખૂબ જ નાનો દળ લઈએ, તો અન્ય તમામ નાના દળને તે એકમ વચ્ચેના ગુણોત્તર તરીકે વ્યક્ત કરી શકાય છે. અણુ સમૂહ માટે માપનનું એકમ કાર્બન અણુના દળના 1/12 છે. તેને કાર્બન અણુના સમૂહનો 1/12 કહેવામાં આવે છે અણુ સમૂહ(એ. અણુ સમૂહ સૂત્ર સંબંધિત અણુ સમૂહમૂલ્ય ચોક્કસ રાસાયણિક તત્વના અણુના વાસ્તવિક દળના કાર્બન અણુના વાસ્તવિક દળના 1/12ના ગુણોત્તર જેટલું છે. આ એક અનંત મૂલ્ય છે, કારણ કે બે સમૂહ અલગ પડે છે. Ar = ગણિત. / (1/12) મગ. તેમ છતાં, સંપૂર્ણ અણુ સમૂહસાપેક્ષ મૂલ્યની બરાબર છે અને તેનું માપન એકમ amu છે. આનો અર્થ એ છે કે સાપેક્ષ અણુ દળ દર્શાવે છે કે આપેલ અણુનું દળ કાર્બન અણુના 1/12 કરતા કેટલી વખત વધારે છે. જો Ar અણુ = 12, તો તેનું દળ કાર્બન અણુના દળના 1/12 અથવા બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, 12 અણુ દળના એકમો કરતાં 12 ગણું વધારે છે. આ માત્ર કાર્બન (C) માટે જ હોઈ શકે છે. હાઇડ્રોજન અણુ પર (H) Ar = 1. આનો અર્થ એ છે કે તેનું દળ કાર્બન અણુના દળના 1/12 ભાગોના સમૂહ જેટલું છે. ઓક્સિજન (O) માટે, સંબંધિત અણુ સમૂહ 16 amu છે. આનો અર્થ એ છે કે ઓક્સિજન અણુ કાર્બન અણુ કરતા 16 ગણો મોટો છે, તેમાં 16 અણુ સમૂહ એકમો છે. સૌથી હલકું તત્વ હાઇડ્રોજન છે. તેનું દળ લગભગ 1 અમુ છે. સૌથી ભારે અણુઓ પર દળ 300 amu સુધી પહોંચે છે. સામાન્ય રીતે, દરેક રાસાયણિક તત્વ માટે, તેનું મૂલ્ય અણુઓનો સંપૂર્ણ સમૂહ છે, જે a તરીકે વ્યક્ત થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે. પરમાણુ સમૂહ એકમોનો અર્થ સામયિક કોષ્ટકમાં લખાયેલ છે. પરમાણુઓ માટે વપરાયેલ ખ્યાલ સંબંધિત પરમાણુ વજન (જી). સાપેક્ષ પરમાણુ વજન સૂચવે છે કે પરમાણુનું દળ કાર્બન પરમાણુના દળના 1/12 કરતા કેટલું વધારે છે. જો કે, પરમાણુનું દળ તેના અણુના અણુઓના સમૂહના સરવાળા જેટલું હોવાથી, તે અણુઓના સાપેક્ષ દળને ઉમેરીને સાપેક્ષ પરમાણુ સમૂહ શોધી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, પાણીના અણુ (H2O)માં Ar = 1 સાથે બે હાઇડ્રોજન અણુ અને Ar = 16 સાથે એક ઓક્સિજન અણુ હોય છે. તેથી, સજ્જન (H2O) = 18. ઘણા પદાર્થોમાં બિન-પરમાણુ માળખું હોય છે, જેમ કે ધાતુઓ. આ કિસ્સામાં, તેમના સંબંધિત પરમાણુ સમૂહ તેમના સંબંધિત પરમાણુ સમૂહ સમાન છે. રસાયણશાસ્ત્રને નોંધપાત્ર રકમ કહેવામાં આવે છે રાસાયણિક તત્વનો સમૂહ અપૂર્ણાંકપરમાણુ અથવા પદાર્થમાં. તે તે તત્વનું સંબંધિત પરમાણુ વજન દર્શાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પાણીમાં, હાઇડ્રોજનમાં 2 ભાગો (બંને પરમાણુ તરીકે) અને ઓક્સિજન 16 છે. આનો અર્થ એ છે કે જ્યારે હાઇડ્રોજનને 1 કિલો અને 8 કિલો ઓક્સિજન સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેઓ અવશેષ વિના પ્રતિક્રિયા આપે છે. હાઇડ્રોજનનો સમૂહ અપૂર્ણાંક 2/18 = 1/9 છે, અને ઓક્સિજનનું પ્રમાણ 16/18 = 8/9 છે. માઇક્રોબેલેન્સઅન્યથા આધાર, અણુ સંતુલન(અંગ્રેજી માઇક્રોબાયલ અથવા અંગ્રેજી નેનોટ્યુબ) એ એક શબ્દ છે જેનો ઉલ્લેખ કરે છે: વિશ્લેષણાત્મક સાધનોનું એક મોટું જૂથ જેની ચોકસાઈ એકથી ઘણા સો માઇક્રોગ્રામ સુધીના સમૂહને માપે છે; એક ખાસ ઉચ્ચ-ચોકસાઇ સાધન જે તમને પદાર્થોના સમૂહને 0.1 ng (નેનોવેસી) સુધી માપવા દે છે. વર્ણન માઇક્રોગ્લોબનો પ્રથમ સંદર્ભ 1910નો છે, જ્યારે વિલિયમ રામસેને તે કેટલી હદ સુધી વિકાસ પામ્યો છે તેની જાણ કરવામાં આવી હતી, જેનાથી શરીરની 0.1 mm3 ની વજન શ્રેણી 10-9 g (1 ng) નક્કી કરવામાં આવી હતી. "માઇક્રોબાયલ" શબ્દનો ઉપયોગ હવે એવા ઉપકરણો માટે થાય છે જે માઇક્રોગ્રામ શ્રેણી (10-6 ગ્રામ) માં સામૂહિક ફેરફારોને માપી અને શોધી શકે છે. આધુનિક સંશોધન અને ઔદ્યોગિક પ્રયોગશાળાઓમાં માઇક્રોબાયોલોજિસ્ટ્સ સામાન્ય પ્રથા બની ગયા છે અને વિવિધ સંવેદનાઓ અને સંબંધિત ખર્ચ સાથે વિવિધ સંસ્કરણોમાં ઉપલબ્ધ છે. તે જ સમયે, નેનોગ્રામ ક્ષેત્રમાં માપન તકનીકો વિકસાવવામાં આવી રહી છે. રસાયણશાસ્ત્ર સાપેક્ષ અણુ સમૂહ કેવી રીતે શોધવો? જ્યારે આપણે નેનોગ્રામ સ્તરે દળને માપવા વિશે વાત કરીએ છીએ, જે અણુઓ, અણુઓ અથવા ક્લસ્ટરોના સમૂહને માપવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે, ત્યારે આપણે સૌ પ્રથમ માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રીને ધ્યાનમાં લઈએ છીએ. આ કિસ્સામાં, તે ધ્યાનમાં રાખવું જોઈએ કે આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને સમૂહને માપવાથી વજનવાળા પદાર્થોને આયનોમાં રૂપાંતરિત કરવાની જરૂરિયાત સૂચિત થાય છે, જે કેટલીકવાર ખૂબ અનિચ્છનીય હોય છે. સામૂહિક ક્વાર્ટઝ સૂક્ષ્મજીવાણુઓના સચોટ માપન માટે અન્ય વ્યવહારિક રીતે મહત્વપૂર્ણ અને વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતા સાધનનો ઉપયોગ કરતી વખતે આ જરૂરી નથી, જેની ક્રિયા કરવાની પદ્ધતિ અનુરૂપ લેખમાં વર્ણવેલ છે. લિંક્સ જેન્સન કે., ક્વાનપ્યો કિમ, ઝેટ્ટલ એ.નેનોમેચન એટોમિક રિઝોલ્યુશન એટોમિક ડિટેક્ટર // arXiv: 0809.2126 (સપ્ટેમ્બર 12, 2008).

અણુ સમૂહબધા પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન અને ઈલેક્ટ્રોનના સમૂહનો સરવાળો છે જે અણુ અથવા પરમાણુ બનાવે છે. પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની તુલનામાં, ઇલેક્ટ્રોનનો સમૂહ ખૂબ જ નાનો છે, તેથી તેને ગણતરીમાં ધ્યાનમાં લેવામાં આવતો નથી. જો કે આ ઔપચારિક રીતે સાચું નથી, આ શબ્દનો ઉપયોગ ઘણીવાર તત્વના તમામ આઇસોટોપ્સના સરેરાશ અણુ સમૂહનો સંદર્ભ આપવા માટે થાય છે. આ વાસ્તવમાં સંબંધિત અણુ સમૂહ છે, જેને પણ કહેવાય છે અણુ વજનતત્વ અણુ વજન એ પ્રકૃતિમાં જોવા મળતા તત્વના તમામ આઇસોટોપ્સના અણુ સમૂહની સરેરાશ છે. રસાયણશાસ્ત્રીઓએ તેમનું કાર્ય કરતી વખતે આ બે પ્રકારના અણુ સમૂહ વચ્ચે તફાવત કરવો આવશ્યક છે - એક અયોગ્ય અણુ સમૂહ મૂલ્ય, ઉદાહરણ તરીકે, પ્રતિક્રિયાના ઉપજ માટે ખોટા પરિણામમાં પરિણમી શકે છે.

પગલાં

તત્વોના સામયિક કોષ્ટકમાંથી અણુ સમૂહ શોધો

અણુ સમૂહ કેવી રીતે લખાય છે તે જાણો.અણુ સમૂહ, એટલે કે આપેલ અણુ અથવા પરમાણુનું દળ, પ્રમાણભૂત SI એકમો - ગ્રામ, કિલોગ્રામ, વગેરેમાં વ્યક્ત કરી શકાય છે. જો કે, કારણ કે આ એકમોમાં દર્શાવવામાં આવેલ પરમાણુ દળ અત્યંત નાનું છે, તે ઘણી વખત એકીકૃત અણુ સમૂહ એકમોમાં અથવા ટૂંકમાં અમુમાં લખવામાં આવે છે. - અણુ સમૂહ એકમો. એક અણુ દળ એકમ પ્રમાણભૂત આઇસોટોપ કાર્બન-12 ના દળના 1/12 બરાબર છે.

• અણુ દ્રવ્ય એકમ દળને લાક્ષણિકતા આપે છે ગ્રામમાં આપેલ તત્વનો એક છછુંદર. આ જથ્થા વ્યવહારુ ગણતરીમાં ખૂબ જ ઉપયોગી છે, કારણ કે તેનો ઉપયોગ આપેલ પદાર્થના આપેલ સંખ્યાના અણુઓ અથવા પરમાણુઓના સમૂહને સરળતાથી મોલ્સમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે અને તેનાથી વિપરીત.

1. સામયિક કોષ્ટકમાં અણુ સમૂહ શોધો.મોટાભાગના પ્રમાણભૂત સામયિક કોષ્ટકોમાં દરેક તત્વના અણુ સમૂહ (અણુ વજન) હોય છે. સામાન્ય રીતે, તેઓ રાસાયણિક તત્વનું પ્રતિનિધિત્વ કરતા અક્ષરોની નીચે, તત્વ કોષના તળિયે સંખ્યા તરીકે સૂચિબદ્ધ હોય છે. સામાન્ય રીતે આ પૂર્ણ સંખ્યા નથી, પરંતુ દશાંશ અપૂર્ણાંક છે.

   યાદ રાખો કે સામયિક કોષ્ટક તત્વોના સરેરાશ અણુ સમૂહ આપે છે.અગાઉ નોંધ્યું તેમ, સામયિક કોષ્ટકમાં દરેક તત્વ માટે આપવામાં આવેલ સંબંધિત અણુ દળ એ અણુના તમામ સમસ્થાનિકોના દળની સરેરાશ છે. આ સરેરાશ મૂલ્ય ઘણા વ્યવહારુ હેતુઓ માટે મૂલ્યવાન છે: ઉદાહરણ તરીકે, તેનો ઉપયોગ અનેક અણુઓ ધરાવતા પરમાણુઓના દાઢ સમૂહની ગણતરીમાં થાય છે. જો કે, જ્યારે તમે વ્યક્તિગત અણુઓ સાથે કામ કરી રહ્યા હોવ, ત્યારે આ મૂલ્ય સામાન્ય રીતે પૂરતું નથી.

   • સરેરાશ અણુ સમૂહ કેટલાંક આઇસોટોપ્સની સરેરાશ હોવાથી, સામયિક કોષ્ટકમાં દર્શાવેલ મૂલ્ય નથી ચોક્કસકોઈપણ એક અણુના અણુ સમૂહનું મૂલ્ય.
   • વ્યક્તિગત અણુઓના અણુ સમૂહની ગણતરી એક અણુમાં પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની ચોક્કસ સંખ્યાને ધ્યાનમાં રાખીને કરવી જોઈએ.

વ્યક્તિગત અણુના અણુ સમૂહની ગણતરી

1. આપેલ તત્વ અથવા તેના આઇસોટોપની અણુ સંખ્યા શોધો.અણુ સંખ્યા એ તત્વના અણુઓમાં પ્રોટોનની સંખ્યા છે અને ક્યારેય બદલાતી નથી. ઉદાહરણ તરીકે, બધા હાઇડ્રોજન અણુઓ, અને માત્રતેમની પાસે એક પ્રોટોન છે. સોડિયમની અણુ સંખ્યા 11 છે કારણ કે તેના ન્યુક્લિયસમાં અગિયાર પ્રોટોન છે, જ્યારે ઓક્સિજનનો અણુ નંબર આઠ છે કારણ કે તેના ન્યુક્લિયસમાં આઠ પ્રોટોન છે. તમે સામયિક કોષ્ટકમાં કોઈપણ તત્વની અણુ સંખ્યા શોધી શકો છો - તેના લગભગ તમામ પ્રમાણભૂત સંસ્કરણોમાં, આ સંખ્યા રાસાયણિક તત્વના અક્ષર હોદ્દા ઉપર દર્શાવેલ છે. અણુ સંખ્યા હંમેશા હકારાત્મક પૂર્ણાંક હોય છે.

   • ધારો કે આપણને કાર્બન અણુમાં રસ છે. કાર્બન અણુમાં હંમેશા છ પ્રોટોન હોય છે, તેથી આપણે જાણીએ છીએ કે તેનો અણુ નંબર 6 છે. વધુમાં, આપણે જોઈએ છીએ કે સામયિક કોષ્ટકમાં, કાર્બન (C) સાથેના કોષની ટોચ પર "6" નંબર છે, જે દર્શાવે છે કે અણુ કાર્બન નંબર છ છે.
   • નોંધ કરો કે તત્વની અણુ સંખ્યા સામયિક કોષ્ટકમાં તેના સંબંધિત અણુ સમૂહ સાથે વિશિષ્ટ રીતે સંબંધિત નથી. જો કે, ખાસ કરીને કોષ્ટકની ટોચ પરના તત્વો માટે, એવું દેખાઈ શકે છે કે તત્વનું અણુ દળ તેની અણુ સંખ્યા બમણું છે, તે ક્યારેય અણુ સંખ્યાને બે વડે ગુણાકાર કરીને ગણવામાં આવતું નથી.

2. ન્યુક્લિયસમાં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા શોધો.એક જ તત્વના વિવિધ અણુઓ માટે ન્યુટ્રોનની સંખ્યા અલગ અલગ હોઈ શકે છે. જ્યારે સમાન સંખ્યાના પ્રોટોન સાથે સમાન તત્વના બે અણુઓમાં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા અલગ હોય છે, ત્યારે તે તત્વના અલગ અલગ આઇસોટોપ હોય છે. પ્રોટોનની સંખ્યાથી વિપરીત, જે ક્યારેય બદલાતી નથી, આપેલ તત્વના અણુઓમાં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા ઘણી વખત બદલાઈ શકે છે, તેથી તત્વનો સરેરાશ અણુ સમૂહ દશાંશ અપૂર્ણાંક તરીકે લખવામાં આવે છે, જેનું મૂલ્ય બે સંલગ્ન પૂર્ણ સંખ્યાઓ વચ્ચે હોય છે.

   પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યા ઉમેરો.આ આ અણુનું અણુ દળ હશે. ન્યુક્લિયસની આસપાસના ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાને અવગણો - તેમનો કુલ સમૂહ અત્યંત નાનો છે, તેથી તમારી ગણતરીઓ પર તેમની વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈ અસર થતી નથી.

તત્વના સંબંધિત અણુ સમૂહ (અણુ વજન) ની ગણતરી

1. નમૂનામાં કયા આઇસોટોપ્સ હાજર છે તે નક્કી કરો.રસાયણશાસ્ત્રીઓ મોટાભાગે માસ સ્પેક્ટ્રોમીટર નામના વિશિષ્ટ સાધનનો ઉપયોગ કરીને ચોક્કસ નમૂનાના આઇસોટોપ ગુણોત્તર નક્કી કરે છે. જો કે, તાલીમમાં, આ ડેટા તમને વૈજ્ઞાનિક સાહિત્યમાંથી લેવામાં આવેલા મૂલ્યોના રૂપમાં સોંપણીઓ, પરીક્ષણો અને તેથી વધુ પ્રદાન કરવામાં આવશે.

   • અમારા કિસ્સામાં, ચાલો કહીએ કે અમે બે આઇસોટોપ સાથે કામ કરી રહ્યા છીએ: કાર્બન -12 અને કાર્બન -13.

2. નમૂનામાં દરેક આઇસોટોપની સંબંધિત વિપુલતા નક્કી કરો.દરેક તત્વ માટે, વિવિધ આઇસોટોપ્સ વિવિધ ગુણોત્તરમાં થાય છે. આ ગુણોત્તર લગભગ હંમેશા ટકાવારી તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે. કેટલાક આઇસોટોપ્સ ખૂબ જ સામાન્ય હોય છે, જ્યારે અન્ય ખૂબ જ દુર્લભ હોય છે-ક્યારેક એટલા દુર્લભ હોય છે કે તેમને શોધવા મુશ્કેલ હોય છે. આ મૂલ્યો માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રીનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરી શકાય છે અથવા સંદર્ભ પુસ્તકમાં મળી શકે છે.

   • ચાલો ધારીએ કે કાર્બન -12 ની સાંદ્રતા 99% છે અને કાર્બન -13 1% છે. અન્ય કાર્બન આઇસોટોપ્સ ખરેખરઅસ્તિત્વમાં છે, પરંતુ જથ્થામાં એટલી ઓછી છે કે આ કિસ્સામાં તેમની અવગણના કરી શકાય છે.

3. નમૂનામાં તેની સાંદ્રતા દ્વારા દરેક આઇસોટોપના અણુ સમૂહને ગુણાકાર કરો.દરેક આઇસોટોપના અણુ સમૂહને તેની ટકાવારી વિપુલતા દ્વારા ગુણાકાર કરો (દશાંશ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે). ટકાવારીને દશાંશમાં કન્વર્ટ કરવા માટે, તેમને 100 વડે વિભાજીત કરો. પરિણામી સાંદ્રતા હંમેશા 1 સુધી ઉમેરવી જોઈએ.

   • અમારા નમૂનામાં કાર્બન-12 અને કાર્બન-13 છે. જો કાર્બન-12 નમૂનાના 99% બનાવે છે અને કાર્બન-13 1% બનાવે છે, તો પછી 12 (કાર્બન-12નું અણુ દળ) 0.99 વડે અને 13 (કાર્બન-13નું અણુ દળ) ને 0.01 વડે ગુણાકાર કરો.
   • સંદર્ભ પુસ્તકો ચોક્કસ તત્વના તમામ આઇસોટોપ્સના જાણીતા જથ્થાના આધારે ટકાવારી આપે છે. મોટાભાગના રસાયણશાસ્ત્રના પાઠ્યપુસ્તકોમાં પુસ્તકના અંતે કોષ્ટકમાં આ માહિતી હોય છે. જે નમૂનાનો અભ્યાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે તેના માટે, સમૂહ સ્પેક્ટ્રોમીટરનો ઉપયોગ કરીને આઇસોટોપ્સની સંબંધિત સાંદ્રતા પણ નક્કી કરી શકાય છે.

4. પરિણામો ઉમેરો.પાછલા પગલામાં તમને મળેલા ગુણાકાર પરિણામોનો સરવાળો કરો. આ કામગીરીના પરિણામે, તમને તમારા તત્વના સંબંધિત અણુ સમૂહ મળશે - પ્રશ્નમાં રહેલા તત્વના આઇસોટોપ્સના અણુ સમૂહનું સરેરાશ મૂલ્ય. જ્યારે આપેલ તત્વના ચોક્કસ આઇસોટોપને બદલે સમગ્ર તત્વને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે, ત્યારે આ મૂલ્યનો ઉપયોગ થાય છે.

   • અમારા ઉદાહરણમાં, કાર્બન-12 માટે 12 x 0.99 = 11.88, અને કાર્બન-13 માટે 13 x 0.01 = 0.13. અમારા કિસ્સામાં સંબંધિત અણુ સમૂહ 11.88 + 0.13 = છે 12,01 .

• કેટલાક આઇસોટોપ્સ અન્ય કરતા ઓછા સ્થિર હોય છે: તેઓ ન્યુક્લિયસમાં ઓછા પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન ધરાવતા તત્વોના અણુઓમાં તૂટી જાય છે, જે અણુ ન્યુક્લિયસ બનાવે છે તેવા કણોને મુક્ત કરે છે. આવા આઇસોટોપને કિરણોત્સર્ગી કહેવામાં આવે છે.

અણુઓના મૂળભૂત ગુણધર્મોમાંનું એક તેમનું દળ છે. અણુનો સંપૂર્ણ (સાચો) સમૂહ- મૂલ્ય અત્યંત નાનું છે. સંતુલન પર અણુઓનું વજન કરવું અશક્ય છે કારણ કે આવા ચોક્કસ ભીંગડા અસ્તિત્વમાં નથી. તેમની જનતા ગણતરીઓનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરવામાં આવી હતી.

ઉદાહરણ તરીકે, એક હાઇડ્રોજન અણુનું દળ 0.000 000 000 000 000 000 000 001 663 ગ્રામ છે!યુરેનિયમ અણુનું દળ, સૌથી ભારે અણુઓમાંનું એક, આશરે 0.000 000 000 000 000 000 000 4 ગ્રામ છે.

યુરેનિયમ અણુનું ચોક્કસ દળ 3.952 ∙ 10−22 ગ્રામ છે, અને હાઇડ્રોજન અણુ, જે તમામ અણુઓમાં સૌથી હલકો છે, તે 1.673 ∙ 10−24 ગ્રામ છે.

નાની સંખ્યાઓ સાથે ગણતરીઓ કરવી અસુવિધાજનક છે. તેથી, અણુઓના સંપૂર્ણ સમૂહને બદલે, તેમના સંબંધિત સમૂહનો ઉપયોગ થાય છે.

સંબંધિત અણુ સમૂહ

કોઈપણ અણુના દળને બીજા અણુના સમૂહ સાથે સરખાવીને નક્કી કરી શકાય છે (તેમના દળનો ગુણોત્તર શોધો). તત્વોના સંબંધિત પરમાણુ સમૂહના નિર્ધારણથી, વિવિધ અણુઓનો ઉપયોગ સરખામણી તરીકે કરવામાં આવે છે. એક સમયે, હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન પરમાણુ સરખામણી માટે અનન્ય ધોરણો હતા.

સંબંધિત પરમાણુ સમૂહનો એકીકૃત સ્કેલ અને અણુ સમૂહનું નવું એકમ અપનાવવામાં આવ્યું ભૌતિકશાસ્ત્રીઓની આંતરરાષ્ટ્રીય કોંગ્રેસ (1960) અને રસાયણશાસ્ત્રીઓની આંતરરાષ્ટ્રીય કોંગ્રેસ (1961) દ્વારા એકીકૃત.

આજ સુધી, સરખામણી માટેનું ધોરણ છે કાર્બન અણુના દળનો 1/12.આ મૂલ્યને અણુ સમૂહ એકમ કહેવામાં આવે છે, સંક્ષિપ્ત a.u.m.

અણુ સમૂહ એકમ (અમુ) - કાર્બન અણુના 1/12 નું દળ

ચાલો સરખામણી કરીએ કે હાઇડ્રોજન અને યુરેનિયમ પરમાણુનું નિરપેક્ષ દળ કેટલા વખતથી અલગ પડે છે. 1 amu, આ કરવા માટે આપણે આ સંખ્યાઓને એક બીજા દ્વારા વિભાજીત કરીએ છીએ:

ગણતરીમાં મેળવેલ મૂલ્યો તત્વોના સંબંધિત અણુ સમૂહ છે - સંબંધિત 1/12 કાર્બન અણુનું દળ.

આમ, હાઇડ્રોજનનો સાપેક્ષ અણુ સમૂહ આશરે 1 છે, અને યુરેનિયમનો 238 છે.મહેરબાની કરીને નોંધ કરો કે સંબંધિત પરમાણુ સમૂહ પાસે કોઈ એકમ નથી, કારણ કે વિભાજન સંપૂર્ણ દળ (ગ્રામ) ના એકમોને રદ કરે છે.

D.I દ્વારા રાસાયણિક તત્વોના સામયિક કોષ્ટકમાં તમામ તત્વોના સાપેક્ષ અણુ સમૂહ દર્શાવેલ છે. મેન્ડેલીવ. સાપેક્ષ અણુ સમૂહ દર્શાવવા માટે વપરાતું પ્રતીક છે AR (અક્ષર r એ શબ્દ સંબંધી માટે સંક્ષેપ છે,જેનો અર્થ થાય છે સંબંધિત).

તત્વોના સંબંધિત અણુ સમૂહનો ઉપયોગ ઘણી ગણતરીઓમાં થાય છે.એક નિયમ તરીકે, સામયિક કોષ્ટકમાં આપેલ મૂલ્યો પૂર્ણ સંખ્યામાં ગોળાકાર હોય છે. નોંધ કરો કે સામયિક કોષ્ટકમાં તત્વો સાપેક્ષ અણુ સમૂહને વધારવાના ક્રમમાં ગોઠવાયેલા છે.

ઉદાહરણ તરીકે, સામયિક કોષ્ટકનો ઉપયોગ કરીને અમે સંખ્યાબંધ તત્વોના સંબંધિત અણુ સમૂહને નિર્ધારિત કરીએ છીએ:

Ar(O) = 16; Ar(Na) = 23; Ar(P) = 31.
ક્લોરિનનો સંબંધિત અણુ સમૂહ સામાન્ય રીતે 35.5 તરીકે લખવામાં આવે છે!
Ar(Cl) = 35.5

• સાપેક્ષ અણુ દળ એ અણુઓના સંપૂર્ણ દળના પ્રમાણસર હોય છે
• સંબંધિત અણુ સમૂહ નક્કી કરવા માટેનું ધોરણ કાર્બન અણુના દળના 1/12 છે
• 1 અમુ = 1.662 ∙ 10−24 ગ્રામ
• સાપેક્ષ અણુ સમૂહને Ar દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે
• ગણતરીઓ માટે, ક્લોરિનના અપવાદ સિવાય, સંબંધિત અણુ સમૂહના મૂલ્યો પૂર્ણ સંખ્યાઓ પર ગોળાકાર હોય છે, જેના માટે Ar = 35.5
• સાપેક્ષ અણુ દળમાં માપનના કોઈ એકમો નથી

લેખની સામગ્રી

અણુ સમૂહ.આ જથ્થાની વિભાવનામાં અણુઓની વિભાવનામાં ફેરફારોને અનુરૂપ લાંબા ગાળાના ફેરફારો થયા છે. ડાલ્ટનની થિયરી (1803) મુજબ, સમાન રાસાયણિક તત્વના તમામ અણુઓ એકસરખા હોય છે અને તેનું અણુ દળ ચોક્કસ પ્રમાણભૂત તત્વના અણુના સમૂહ સાથે તેમના સમૂહના ગુણોત્તર સમાન સંખ્યા છે. જો કે, લગભગ 1920 સુધીમાં તે સ્પષ્ટ થઈ ગયું કે પ્રકૃતિમાં જોવા મળતા તત્વો બે પ્રકારના હોય છે: કેટલાક વાસ્તવમાં સમાન અણુઓ દ્વારા રજૂ થાય છે, જ્યારે અન્યમાં સમાન પરમાણુ ચાર્જ ધરાવતા પરંતુ જુદા જુદા સમૂહ ધરાવતા અણુઓ હતા; આ પ્રકારના અણુઓને આઇસોટોપ્સ કહેવામાં આવતા હતા. ડાલ્ટનની વ્યાખ્યા આમ માત્ર પ્રથમ પ્રકારના તત્વો માટે જ માન્ય છે. ઘણા આઇસોટોપ્સ દ્વારા રજૂ કરાયેલા તત્વનો અણુ સમૂહ એ તેના તમામ આઇસોટોપ્સની સમૂહ સંખ્યાઓની સરેરાશ છે, જે તેમની પ્રકૃતિની વિપુલતાને અનુરૂપ ટકાવારી તરીકે લેવામાં આવે છે.

19મી સદીમાં રસાયણશાસ્ત્રીઓ અણુ સમૂહ નક્કી કરતી વખતે ધોરણ તરીકે હાઇડ્રોજન અથવા ઓક્સિજનનો ઉપયોગ કરતા હતા. 1904 માં, પ્રાકૃતિક ઓક્સિજન (ઓક્સિજન એકમ) ના અણુના સરેરાશ સમૂહના 1/16ને ધોરણ તરીકે અપનાવવામાં આવ્યું હતું, અને અનુરૂપ સ્કેલને રાસાયણિક કહેવામાં આવતું હતું. 16 O આઇસોટોપના સમૂહના 1/16 ના આધારે અણુ સમૂહનું માસ સ્પેક્ટ્રોગ્રાફિક નિર્ધારણ કરવામાં આવ્યું હતું, અને અનુરૂપ સ્કેલને ભૌતિક કહેવામાં આવતું હતું. 1920ના દાયકામાં, એવું જાણવા મળ્યું કે કુદરતી ઓક્સિજનમાં ત્રણ આઇસોટોપનું મિશ્રણ હોય છે: 16 O, 17 O અને 18 O. આનાથી બે સમસ્યાઓ ઊભી થઈ. પ્રથમ, તે તારણ આપે છે કે કુદરતી ઓક્સિજન આઇસોટોપ્સની સંબંધિત વિપુલતા સહેજ બદલાય છે, જેનો અર્થ છે કે રાસાયણિક સ્કેલ એવા મૂલ્ય પર આધારિત છે જે ચોક્કસ સ્થિર નથી. બીજું, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ અને રસાયણશાસ્ત્રીઓએ આવા વ્યુત્પન્ન સ્થિરાંકો માટે વિવિધ મૂલ્યો મેળવ્યા હતા જેમ કે દાઢનું પ્રમાણ, એવોગાડ્રોનો નંબર, વગેરે. સમસ્યાનો ઉકેલ 1961 માં મળી આવ્યો હતો, જ્યારે દળના 1/12 ભાગને અણુ સમૂહ એકમ (amu) તરીકે લેવામાં આવ્યો હતો. કાર્બન આઇસોટોપ 12 C (કાર્બન એકમ). (1 amu, અથવા 1D (ડાલ્ટન), SI સમૂહ એકમોમાં 1.66057Х10 –27 kg છે.) કુદરતી કાર્બનમાં બે આઇસોટોપ પણ હોય છે: 12 C – 99% અને 13 C – 1%, પરંતુ અણુ સમૂહના નવા મૂલ્યો તત્વોના માત્ર પ્રથમ સાથે સંકળાયેલા છે. પરિણામે, સાપેક્ષ અણુ સમૂહનું સાર્વત્રિક કોષ્ટક પ્રાપ્ત થયું. 12 સી આઇસોટોપ પણ ભૌતિક માપન માટે અનુકૂળ હોવાનું બહાર આવ્યું છે.

નિર્ધારણની પદ્ધતિઓ

અણુ સમૂહ ભૌતિક અથવા રાસાયણિક પદ્ધતિઓ દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે. રાસાયણિક પદ્ધતિઓ અલગ પડે છે કે એક તબક્કે તેઓ અણુઓને નહીં, પરંતુ તેમના સંયોજનોને સામેલ કરે છે.

રાસાયણિક પદ્ધતિઓ.

અણુ સિદ્ધાંત મુજબ, સંયોજનોમાં તત્વોના અણુઓની સંખ્યા નાના પૂર્ણાંકો (બહુવિધ ગુણોત્તરનો નિયમ, જે ડાલ્ટન દ્વારા શોધાયેલ) તરીકે એકબીજા સાથે સંબંધિત છે. તેથી, જાણીતી રચનાના સંયોજન માટે, અન્ય તમામ તત્વોના સમૂહને જાણીને, એક તત્વોના સમૂહને નક્કી કરવું શક્ય છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, સંયોજનનો સમૂહ સીધો માપી શકાય છે, પરંતુ તે સામાન્ય રીતે પરોક્ષ પદ્ધતિઓ દ્વારા જોવા મળે છે. ચાલો આ બંને અભિગમો જોઈએ.

અલનું અણુ સમૂહ તાજેતરમાં નીચે મુજબ નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું. Al ના જાણીતા જથ્થાને નાઈટ્રેટ, સલ્ફેટ અથવા હાઇડ્રોક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવ્યા હતા અને પછી એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ (Al 2 O 3) માં કેલ્સાઈન કરવામાં આવ્યા હતા, જેનું પ્રમાણ ચોક્કસ રીતે નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું. બે જાણીતા સમૂહ અને એલ્યુમિનિયમ અને ઓક્સિજનના અણુ સમૂહ વચ્ચેના સંબંધમાંથી (15.9)

અલનું અણુ દળ મળ્યું. જો કે, ઓક્સિજનના અણુ સમૂહ સાથે સીધી સરખામણી કરીને, માત્ર થોડા તત્વોના અણુ સમૂહને નક્કી કરી શકાય છે. મોટાભાગના તત્વો માટે, તેઓ ક્લોરાઇડ્સ અને બ્રોમાઇડ્સનું વિશ્લેષણ કરીને પરોક્ષ રીતે નક્કી કરવામાં આવ્યા હતા. સૌપ્રથમ, ઘણા તત્વો માટેના આ સંયોજનો શુદ્ધ સ્વરૂપમાં મેળવી શકાય છે, અને બીજું, તેમના ચોક્કસ જથ્થાત્મક નિર્ધારણ માટે, રસાયણશાસ્ત્રીઓ પાસે તેમના નિકાલ પર ચાંદીના જથ્થા સાથે તેમના સમૂહની તુલના કરવા પર આધારિત એક સંવેદનશીલ વિશ્લેષણાત્મક પદ્ધતિ છે. આ કરવા માટે, વિશ્લેષણ કરેલ સંયોજનોના સમૂહ અને તેમની સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવા માટે જરૂરી ચાંદીના સમૂહને ચોક્કસપણે નિર્ધારિત કરો. ઇચ્છિત તત્વના અણુ સમૂહની ગણતરી ચાંદીના અણુ સમૂહના આધારે કરવામાં આવે છે - આવા નિર્ધારણમાં સંદર્ભ મૂલ્ય. કાર્બન એકમોમાં ચાંદીનો અણુ સમૂહ (107.870) પરોક્ષ રાસાયણિક પદ્ધતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવ્યો હતો.

ભૌતિક પદ્ધતિઓ.

20મી સદીના મધ્યમાં. અણુ સમૂહ નક્કી કરવા માટે માત્ર એક જ ભૌતિક પદ્ધતિ હતી; આજે ચાર સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે.

ગેસની ઘનતા.

ખૂબ જ પ્રથમ ભૌતિક પદ્ધતિ ગેસની ઘનતા નક્કી કરવા પર આધારિત હતી અને એ હકીકત પર આધારિત હતી કે, એવોગાડ્રોના કાયદા અનુસાર, સમાન તાપમાન અને દબાણ પર સમાન પ્રમાણમાં વાયુઓ સમાન સંખ્યામાં પરમાણુઓ ધરાવે છે. તેથી, જો શુદ્ધ CO 2 નું ચોક્કસ જથ્થા સમાન સ્થિતિમાં ઓક્સિજનના સમાન જથ્થા કરતાં 1.3753 વધારે હોય, તો CO 2 પરમાણુ ઓક્સિજનના પરમાણુ (O 2 = 31.998 નું પરમાણુ દળ) કરતાં 1.3753 ગણું વધુ ભારે હોવું જોઈએ. એટલે કે રાસાયણિક ધોરણે CO 2 પરમાણુનું દળ 44.008 છે. જો આપણે આ મૂલ્યમાંથી 31.998 ની બરાબર બે ઓક્સિજન અણુઓના સમૂહને બાદ કરીએ, તો આપણને કાર્બનનો અણુ સમૂહ - 12.01 મળે છે. વધુ સચોટ મૂલ્ય મેળવવા માટે, સંખ્યાબંધ સુધારાઓ રજૂ કરવા જરૂરી છે, જે આ પદ્ધતિને જટિલ બનાવે છે. તેમ છતાં, તેની મદદથી કેટલાક ખૂબ મૂલ્યવાન ડેટા પ્રાપ્ત થયા હતા. આમ, ઉમદા વાયુઓ (He, Ne, Ar, Kr, Xe) ની શોધ પછી, ઘનતા માપન પર આધારિત પદ્ધતિ તેમના પરમાણુ સમૂહ નક્કી કરવા માટે એકમાત્ર યોગ્ય હોવાનું બહાર આવ્યું.

માસ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી.

પ્રથમ વિશ્વયુદ્ધ પછી તરત જ, એફ. એસ્ટને વિવિધ આઇસોટોપ્સની સમૂહ સંખ્યાને ચોક્કસ રીતે નિર્ધારિત કરવા માટે પ્રથમ માસ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપ બનાવ્યું અને તેના દ્વારા અણુ સમૂહ નક્કી કરવાના ઇતિહાસમાં એક નવો યુગ શરૂ કર્યો. આજે બે મુખ્ય પ્રકારના માસ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપ છે: માસ સ્પેક્ટ્રોમીટર અને માસ સ્પેક્ટ્રોગ્રાફ્સ (બાદનું ઉદાહરણ તરીકે, એસ્ટોન સાધન છે). સામૂહિક સ્પેક્ટ્રોગ્રાફ મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ઇલેક્ટ્રિકલી ચાર્જ થયેલા અણુઓ અથવા પરમાણુઓના પ્રવાહની વર્તણૂકનો અભ્યાસ કરવા માટે રચાયેલ છે. આ ક્ષેત્રમાં ચાર્જ થયેલ કણોનું વિચલન ચાર્જ અને તેમના દળના ગુણોત્તરના પ્રમાણસર છે, અને તે ફોટોગ્રાફિક પ્લેટ પર રેખાઓના સ્વરૂપમાં રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે. જાણીતા અણુ સમૂહ સાથેના તત્વ માટે રેખાની સ્થિતિ સાથે ચોક્કસ કણોને અનુરૂપ રેખાઓની સ્થિતિની તુલના કરીને, પૂરતી ચોકસાઈ સાથે ઇચ્છિત તત્વના અણુ સમૂહને નિર્ધારિત કરવાનું શક્ય છે. પદ્ધતિનું સારું ઉદાહરણ એ છે કે CH 4 (મિથેન) પરમાણુના દળને ઓક્સિજનના સૌથી હળવા આઇસોટોપ, 16 O. સમાન રીતે ચાર્જ થયેલ મિથેન અને 16 O આયનો એકસાથે માસ સ્પેક્ટ્રોગ્રાફ ચેમ્બરમાં દાખલ કરવામાં આવે છે અને તેમની સમૂહ સંખ્યા સાથે સરખામણી કરવી. પોઝિશન ફોટોગ્રાફિક પ્લેટ પર રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે. તેમની રેખાઓની સ્થિતિમાં તફાવત 0.036406 (ભૌતિક ધોરણે) ના સામૂહિક તફાવતને અનુરૂપ છે. કોઈપણ રાસાયણિક પદ્ધતિ પ્રદાન કરી શકે તે કરતાં આ નોંધપાત્ર રીતે ઉચ્ચ ચોકસાઈ છે.

જો અભ્યાસ હેઠળના તત્વમાં આઇસોટોપ્સ નથી, તો તેના અણુ સમૂહને નક્કી કરવું મુશ્કેલ નથી. નહિંતર, દરેક આઇસોટોપના સમૂહને જ નહીં, પણ મિશ્રણમાં તેમની સંબંધિત વિપુલતા પણ નક્કી કરવી જરૂરી છે. આ મૂલ્ય પૂરતી ચોકસાઈ સાથે નિર્ધારિત કરી શકાતું નથી, જે આઇસોટોપિક તત્વો, ખાસ કરીને ભારે તત્વોના અણુ સમૂહને શોધવા માટે માસ સ્પેક્ટ્રોગ્રાફિક પદ્ધતિના ઉપયોગને મર્યાદિત કરે છે. તાજેતરમાં, માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રીનો ઉપયોગ કરીને, ચાંદીના બે આઇસોટોપ, 107 એજી અને 109 એજીની સંબંધિત વિપુલતા ઉચ્ચ ચોકસાઈ સાથે સ્થાપિત કરવી શક્ય છે. યુએસ નેશનલ બ્યુરો ઓફ સ્ટાન્ડર્ડ્સમાં માપન કરવામાં આવ્યું હતું. આ નવા ડેટા અને ચાંદીના આઇસોટોપ્સના સમૂહના અગાઉના માપનો ઉપયોગ કરીને, કુદરતી ચાંદીના અણુ સમૂહને સ્પષ્ટ કરવામાં આવ્યું હતું. આ મૂલ્ય હવે 107.8731 (રાસાયણિક સ્કેલ) ગણવામાં આવે છે.

પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ.

કેટલાક તત્વોના અણુ સમૂહને નિર્ધારિત કરવા માટે, આપણે આઈન્સ્ટાઈન દ્વારા મેળવેલા સમૂહ અને ઊર્જા વચ્ચેના સંબંધનો ઉપયોગ કરી શકીએ છીએ. ચાલો 15 N આઇસોટોપ અને સામાન્ય હાઇડ્રોજન 1 H ની રચના સાથે ઝડપી ડ્યુટેરિયમ ન્યુક્લી દ્વારા 14 N ન્યુક્લિયસના બોમ્બાર્ડમેન્ટની પ્રતિક્રિયાને ધ્યાનમાં લઈએ:

14 N + 2 H = 15 N + 1 H + પ્ર

પ્રતિક્રિયા ઊર્જા મુક્ત કરે છે પ્ર= 8,615,000 eV, જે આઈન્સ્ટાઈનના સમીકરણ મુજબ, 0.00948 amu ની સમકક્ષ છે. આનો અર્થ એ છે કે 14 N + 2 H નું દળ 15 N + 1 H ના દળને 0.00948 amu કરતા વધારે છે, અને જો આપણે પ્રતિક્રિયામાં ભાગ લેતા કોઈપણ ત્રણ આઇસોટોપના સમૂહની સંખ્યા જાણીએ, તો આપણે ચોથાના દળને શોધી શકીએ છીએ. આ પદ્ધતિ તમને સામૂહિક સ્પેક્ટ્રોગ્રાફી કરતાં વધુ ચોકસાઈ સાથે બે આઇસોટોપની સામૂહિક સંખ્યામાં તફાવત નક્કી કરવાની મંજૂરી આપે છે.

રેડિયોગ્રાફી.

આ ભૌતિક પદ્ધતિનો ઉપયોગ પદાર્થોના અણુ સમૂહને નિર્ધારિત કરવા માટે થઈ શકે છે જે સામાન્ય તાપમાને નિયમિત સ્ફટિક જાળી બનાવે છે. પદ્ધતિ સ્ફટિકીય પદાર્થના અણુ (અથવા પરમાણુ) સમૂહ, તેની ઘનતા, એવોગાડ્રોની સંખ્યા અને ચોક્કસ ગુણાંક વચ્ચેના સંબંધ પર આધારિત છે, જે સ્ફટિક જાળીમાં અણુઓ વચ્ચેના અંતરથી નક્કી થાય છે. બે જથ્થાના ચોકસાઇ માપન હાથ ધરવા જરૂરી છે: રેડિયોગ્રાફિક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને જાળી સતત અને પાયકનોમેટ્રીનો ઉપયોગ કરીને ઘનતા. પદ્ધતિનો ઉપયોગ શુદ્ધ સંપૂર્ણ સ્ફટિકો (કોઈપણ પ્રકારની ખાલી જગ્યાઓ અને ખામીઓ વિના) મેળવવાની મુશ્કેલીઓ દ્વારા મર્યાદિત છે.

અણુ સમૂહની સ્પષ્ટતા.

20 વર્ષથી વધુ સમય પહેલા અણુ સમૂહના તમામ માપન રાસાયણિક પદ્ધતિઓ અથવા વાયુઓની ઘનતા નક્કી કરવા પર આધારિત પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા. તાજેતરમાં, માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રિક અને આઇસોટોપ પદ્ધતિઓ દ્વારા મેળવેલ ડેટા એટલી ઉચ્ચ ચોકસાઈ સાથે મેળ ખાય છે કે ઇન્ટરનેશનલ એટોમિક માસ કમિશને 36 તત્વોના અણુ સમૂહને સુધારવાનો નિર્ણય કર્યો, જેમાંથી 18 આઇસોટોપ નથી.
પણ જુઓ