Количество вещества

[Freeman-des]

Здравствуйте, возникла пара вопросов из раздела молекулярной физики.

1. Когда говорят про атомную единицу массы, то речь идет про 1/12 массы атома углерода или про 1/12 массы ядра углерода? Я в литературе встретил разные варианты. Насколько существенно отличие того от иного определения а.е.м?

2. Нам известно, что относительная атомная масса равна массе молекулы, поделенной на а.е.м. А а.е.м. - это, по сути, масса одного нуклона в ядре углерода. Тогда логично предположить, что M (относительная атомная масса) углерода должна быть равна 12 ровно, но в системе Менделеева она равна 12,01115. Почему так получается? То же касается, в принципе, и остальных химических элементов. Почему М у них не ровное число, если нейтроны - штуки вроде одинаковые.

3. Сегодня прочитал, что с мая 2019 года постоянная Авагадро определена "точно". Как это согласуется с определением моля как порции вещества, масса которой равна относительной атомной массе, выраженной в граммах? Ведь из этого определения следует следующее:
$N_a=\frac{0,001 \cdot M}{M \cdot a.e.m}$
А.е.м. может быть получено с новой точностью, а постоянная Авогадро теперь фиксирована, т.е. неравенство не может выполняться.

[Pphantom]

Freeman-des в сообщении #1425117 писал(а):

1. Когда говорят про атомную единицу массы, то речь идет про 1/12 массы атома углерода или про 1/12 массы ядра углерода? Я в литературе встретил разные варианты. Насколько существенно отличие того от иного определения а.е.м?

Атома, причем изотопа с массовым числом, равным 12.

Freeman-des в сообщении #1425117 писал(а):

2. Нам известно, что относительная атомная масса равна массе молекулы, поделенной на а.е.м. А а.е.м. - это, по сути, масса одного нуклона в ядре углерода. Тогда логично предположить, что M (относительная атомная масса) углерода должна быть равна 12 ровно, но в системе Менделеева она равна 12,01115. Почему так получается? То же касается, в принципе, и остальных химических элементов. Почему М у них не ровное число, если нейтроны - штуки вроде одинаковые.

Во-первых, массы нейтронов и протонов немного отличаются. Во-вторых, есть такая штука, как дефект масс - масса системы в общем случае не равна сумме масс компонент. Наконец, в таблице Менделеева принято указывать среднюю массу атомов с учетом природной распространенности изотопов, а у углерода есть стабильный изотоп ${}^{13}\text{C}$, которого в природе на пару порядков меньше, чем ${}^{12}\text{C}$, именно он в основном такую среднюю массу и обеспечивает.

Freeman-des в сообщении #1425117 писал(а):

3. Сегодня прочитал, что с мая 2019 года постоянная Авагадро определена "точно". Как это согласуется с определяется с определением моля, как порцией вещества, масса которой равна относительной атомной массе, выраженной в граммах? Ведь из этого определения следует следующее:
$N_a=\frac{0,001 \cdot M}{M \cdot a.e.m}$
А.е.м. может быть получено с новой точностью, а постоянная Авогадро теперь фиксирована, т.е. неравенство не может выполняться.

Так и согласуется, фактически это просто определение моля. И, кстати, откуда у вас взялся коэффициент $0.001$?

[Anton_Peplov]

Freeman-des в сообщении #1425117 писал(а):

Насколько существенно отличие того от иного определения а.е.м?

Гуглим и сравниваем массы протона, нейтрона и электрона. Думаем.

[Freeman-des]

Цитата:

Наконец, в таблице Менделеева принято указывать среднюю массу атомов с учетом природной распространенности изотопов

А как вычислить такое среднее?

Цитата:

И, кстати, откуда у вас взялся коэффициент

Я граммы в килограммы перевел, ведь в знаменателе килограммы.
А как это согласуется с тем, что теперь килограмм через постоянную Планка определена? Тем не менее, я все-таки не понимаю. Я же могу сейчас взять и измерить массу атома углерода точнее, чем это было до сих пор? Если нет, то атом углерода становится эталоном массы.

[wrest]

Freeman-des в сообщении #1425121 писал(а):

Если нет, то атом углерода становится эталоном массы.

Нет такой фиксированной штуки как атом углерода, т.к. атомом углерода называют все изотопы и никакой конкретно.

[Freeman-des]

Цитата:

Нет такой фиксированной штуки как атом углерода, т.к. атомом углерода называют все изотопы и никакой конкретно.

Полагаю, что а.е.м - это конкретная вещь, и не в зависимость от погоды на улице.
PS Естественно речь про C c 12 нуклонами. Ведь именно этот изотоп в определении а.е.м. Мне кажется, очевидно, что именно про него говорил.

[Pphantom]

Freeman-des в сообщении #1425121 писал(а):

А как вычислить такое среднее?

Найти содержание тех или иных изотопов в природе, массу каждого изотопа, а потом вычислить взвешенное среднее.

Freeman-des в сообщении #1425121 писал(а):

Я граммы в килограммы перевел, ведь в знаменателе килограммы.

Это ниоткуда не следует. Собственно, в числителе и в знаменателе вообще есть одинаковый множитель, на который можно просто все сократить.

И, да, у меня выше была описка, имелось в виду, конечно, определение не грамма, а моля.

[Xugin]

Freeman-des в сообщении #1425117 писал(а):

Я в литературе встретил разные варианты.

Вариант остался один, были и другие изотопы-претенденты их отбросили как неподходящие. Дюжина электронов которые легче за ядро в пару тысяч раз, значит только масса ядра(хотя говорят масса атома, просто не значимая неточность) .

Freeman-des в сообщении #1425117 писал(а):

относительная атомная масса равна массе молекулы

Массе некоторого атома в кг делённой на кг атомной единицы массы, масса молекулы это для относительной молекулярной массы. При этом всём кг и кг сокращаются вот получается величина без размерности, а никак не масса нуклона в кг.

[Freeman-des]

Цитата:

Это ниоткуда не следует.

Не совсем понял это, но моль по определению - это порция, масса которой равна относительной атомной массе, выраженной в граммах. Делим массу порции на массу одного атома и получаем количество атомов в порции, т.е. число Авогадро. Но массы должны быть в одинаковых единицах, т.к. в знаменателе килограммы, то числитель я в килограммы перевел.

Цитата:

Собственно, в числителе и в знаменателе вообще есть одинаковый множитель, на который можно просто все сократить.

Безусловно. Просто я так записал, чтобы был понятен физический смысл числителя и знаменателя.

Цитата:

И, да, у меня выше была описка, имелось в виду, конечно, определение не грамма, а моля.

Действительно, получается, раньше моль был определен через относительную атомную массу, а число Авогадро вычислялось исходя из этого. Теперь, получается, ситуация перевернулась: число Авогадро имеет точное определение (вернее, значение), а моль определяется через нее.
Т.е. теперь моль это не порция с массой, равной относительной атомной массе, выраженной в граммах, а порция, в которой содержится Na частиц, в свою очередь формула определения $N_a=\frac{0,001 \cdot M}{M \cdot a.e.m.}$
Недействительна, т.к. а.е.м имеет "не точное" значение, а Авогадро "точное".

-- 11.11.2019, 01:19 --

Цитата:

Массе некоторого атома в кг делённой на кг атомной единицы массы, масса молекулы это для относительной молекулярной массы. При этом всём кг и кг сокращаются вот получается величина без размерности, а никак не масса нуклона в кг.

Там описка. Конечно, масса атома углерода 12, а не молекула.

[Xugin]

И если уж совсем дико, А-релятив...э не масса вовсе.

[Pphantom]

Xugin в сообщении #1425137 писал(а):

Дюжина электронов которые легче за ядро в пару тысяч раз, значит только масса ядра(хотя говорят масса атома, просто не значимая неточность) .

Ай. Во-первых, электронов 6. Во-вторых, точность вполне значимая - настолько, что, вообще говоря, надо бы еще уточнять, что атом находится в невозбужденном состоянии и не взаимодействует с другими атомами.

Freeman-des в сообщении #1425138 писал(а):

Не совсем понял это,

Если где-то упомянута какая-то масса, то из этого не следует, что она обязательно дана в килограммах.

P.S. Кстати, лучше вставлять цитаты путем выделения нужного участка сообщения и нажатия кнопки "вставка" в правом нижнем углу. Будет видно, кого именно вы цитируете (а цитируемый об этом узнает).

[Freeman-des]

Pphantom в сообщении #1425146 писал(а):

Если где-то упомянута какая-то масса, то из этого не следует, что она обязательно дана в килограммах.

Ну это моя была воля именно в килограммы перевести, можно было знаменатель в граммы.
PS Я понял)

[Xugin]

Pphantom в сообщении #1425146 писал(а):

Ай.

Ой, сорри! Полдюжины, конечно.

-- 11.11.2019, 01:56 --

Pphantom в сообщении #1425146 писал(а):

Во-вторых

Имелось в виду точность в подобранном термине, такая же как Периодический закон(такой же не правильный словесный оборот)

[DimaM]

Pphantom в сообщении #1425119 писал(а):

Во-вторых, есть такая штука, как дефект масс - масса системы в общем случае не равна сумме масс компонент. Наконец, в таблице Менделеева принято указывать среднюю массу атомов с учетом природной распространенности изотопов, а у углерода есть стабильный изотоп ${}^{13}\text{C}$, которого в природе на пару порядков меньше, чем ${}^{12}\text{C}$, именно он в основном такую среднюю массу и обеспечивает.

Дефект массы, кстати, можно увидеть в таблице атомных масс. Так, гелий с изотопами 3 и 4 имеет 4.0026, а кислород с изотопами 16, 17 и 18 - 15.9994.

[Osmiy]

Freeman-des в сообщении #1425138 писал(а):

моль по определению - это порция, масса которой равна относительной атомной массе, выраженной в граммах. Делим массу порции на массу одного атома и получаем количество атомов в порции, т.е. число Авогадро.

Нет. Моль это не масса, а кол-во молекул вещества, равное числу Авогадро.

-- 11.11.2019, 11:15 --

Хотя, в принципе вы правильно написали