جرم اتمی

به این شبیه ساز دقت کنید، دو تا ترازو در اینجا قرار داره که ترازو سمت چپ، جرم اتم­ها یا مولکول­ها رو بر حسب u نشون میده و ترازو سمت راست برحسب گرم. اصلا اینا چی هستن؟؟

بذارید اول ازتون یه سوال کنم؛ تا حالا شده خودتون رو وزن کنید؟ از چی برای وزن کردن استفاده می­کنید و وزن خودتون رو چطوری بیان می­کنید؟

بله درسته با ترازو ...

دوستان خوبم، باید بگم که ترازو، جرم شما رو نشون میده نه وزن شما رو و به اشتباه ما به جرم میگیم وزن!!

خب حالا اگه بیایید جرمتون رو بگید مثلا می­گید من ۵۰ چی ام؟ آهان درسته پنجاه کیلوگرم.

کیلوگرم، واحد یا یکای جرم هستش یعنی به عددِ جرم شما معنا میده. از واحدهای دیگه جرم میشه به گرم، میلی گرم و ... اشاره کرد.

الان فرض کنید می­خوام بیام اتم­ها و مولکول­ها رو وزن کنم آیا امکان پذیره؟

خب معلومه که نه !! چون باید میلیاردها میلیارد اتم یا مولکول رو بریزیم کف ترازو تازه بشه یک گرم!! ? برای همین جرم اتم­ها و مولکول­ها با واحد مخصوص خودشون اندازه­‌گیری میشه.

به واحد جرم اتم­ها، دالتون گفته میشه که معمولاً به‌طور مختصر به‌شکل amu یا u نوشته می‌شه. این واحد تقریبا به اندازه 1000000000000000000000000 بار از گرم کوچیک­تره (همون 10 به توان 24).

به ترازوی سمت چپ نگاه کنید. می­تونید در سمت چپ شبیه ساز، از منو کشویی یک اتم یا یک ترکیب یونی (ترکیبی دارای اتم­های فلزی و نافلزی) انتخاب کنید، اتم رو بکشید و روی ترازو سمت چپ بذارید و جرمش رو، برحسب u، بهتون نشون میده.

حالا به ترازوی سمت راست نگاه کنید. در سمت راست می­تونید جرم اتم­ها یا ترکیب یونی رو به گرم مشاهده کنید اما چطوری ممکنه؟!

چون واحد u خیلی ریزه و درکش برای ما سخته، دانشمندی به نام آقای آووگادرو اومد واحدی به نام mol (مول) برای شمردن اتم­ها پیشنهاد کرد و گفتش که یک مول از هر اتم یا مولکول، میشه 10²³×6.02 تا اتم یا مولکول.

مول خیلی برامون مهمه و ما می­تونیم باهاش جرم اتم­ها و مولکول­ها را که بسیار بسیار ریزن رو با ترازو معمولی که واحد گرم دارن، اندازه بگیریم.

تبدیل واحد مول به گرم یا گرم بر مول: 

خب گفتیم که، به خاطر سخت بودن کار با واحد amu در آزمایشگاه‌ یا بهتره بگیم غیرممکن بودن اون، دانشمندان به فکر ابداع واحد مول افتادن.

** حالا بحث اینجاست که واحد مول برای تعداد به کار میره اما واحد amu برای جرم ؛ پس نمیشد که به جای هم استفاده شن ....

پس دانشمندا اومدن یه کمیتی از جرم ابداع کردن به نام جرم مولی، یعنی جرم برحسب موووول .

نکته اول : جرم مولی کمیته ،تو فیزیکم خوندین دیگه، کمیت، چیزیه که میشه اندازه گیریش کرد .

نکته دوم : واحد یا یکای جرم مولی، گرم بر موله (g/mol)

نکته سوم : هر اتمی جرم مولی خاص خودشو داره

??برای تبدیل مول به گرم فقط کافیه عدد مول رو ضربدر جرم مولی اون اتم یا مولکول مد نظر کنید. 

??برای تبدیل گرم به مول فقط کافیه عدد گرم رو تقسیم بر جرم مولی اون اتم یا مولکول مد نظر کنید.

نحوه کار با شبیه ساز

مثال یک: از منو کشویی ترازو سمت چپ، اتم کربن رو انتخاب کنید و روی ترازو بذارید، می­بینید که جرمش  12.011 برحسب u هستش.

در سمت راست، کنار ترازو یک ظرف می‌بینید که زده پودر کربن، داخل این ظرف میلیاردها میلیارد اتم کربنه که ما قراره از ظرف مقداری پودر برداریم و اندازه گیری کنیم.

حالا در قسمت بالای ترازوی سمت راست، با تغییر عدد توان، تعداد اتمی که با پیمانه برداشته میشه تغییر می‌کنه مثلا اگه توان رو بذارید روی 19، یعنی 10000000000000000000 اتم (همون 10 به توان 19 تا اتم) از ظرف حاوی پودر مس قراره بردارید.

حالا از قسمت پایین ترازو، افزودن اتم رو چند بار بزنید، میبینید که وقتی تعداد اتم ها به 10¹⁹×3.00 برسه، ترازو عدد 0.001 گرم رو نشون میده. یعنی 30000000000000000000 تا اتم کربن، کلا یک هزارم گرم جرم داره ??.

مثال دو: از منو کشویی ترازو سمت چپ، ترکیب یونی آهن (II) کلرید رو انتخاب کنید. هم می­تونید اینجا تک تک اتم­ها رو بردارید روی ترازو بذارید و هم می­تونید کل ترکیب رو با هم روی ترازو بذارید و جرمش رو برحسب u ببینید.

در سمت راست، کنار ترازوی راست یک ظرف می‌بینید که زده پودر آهن (II) کلرید، دقت کنید که اینجا رنگ پودر هم به دقت شبیه سازی شده و می­تونید با رنگش آشنا بشید. حالا در قسمت بالای ترازوی سمت راست، با تغییر عدد توان، مقداری که با پیمانه برداشته میشه تغییر می‌کنه حالا از قسمت پایین ترازو، افزودن واحد رو انقدر بزنید، تا زمانی که ترازو از عدد 0.00 g خارج بشه و جرم پودر برداشته شده رو که داخلش کای ترکیب یونی آهن (II) کلرید هست رو نشون بده.

حالا خودتون می­تونید با اتم­­ها و ترکیب­های دیگه امتحان کنید و جرم اتم­ها رو مثل شیمی­دان­ها اندازه‌­گیری کنید. ?

پرسش:

به سوالات مطرح شده در تحلیل ابعادی شبیه ساز پاسخ دهید.