Atoomgewicht en atoom massa zijn twee belangrijke begrippen in de scheikunde en natuurkunde. Veel mensen gebruiken de termen door elkaar, maar ze betekenen eigenlijk niet hetzelfde. Bekijk het verschil tussen atoomgewicht en atoommassa en begrijp waarom de meeste mensen in de war zijn of niet om het onderscheid geven. (Als je een scheikundeles volgt, kan deze op een test verschijnen, dus let op!)
Atomaire massa versus atoomgewicht
Atomaire massa (meen) is de massa van een atoom. EEN enkel atoom heeft een vast aantal protonen en neutronen, dus de massa is ondubbelzinnig (zal niet veranderen) en is de som van het aantal protonen en neutronen in het atoom. Elektronen dragen zo weinig massa bij dat ze niet worden geteld.
Atoomgewicht is een gewogen gemiddelde van de massa van alle atomen van een element, gebaseerd op de overvloed aan isotopen. Het atoomgewicht kan veranderen omdat het afhangt van ons begrip van hoeveel van elke isotoop van een element er bestaat.
Zowel de atoommassa als het atoomgewicht zijn afhankelijk op de atomaire massa-eenheid (amu), dat is 1/12 van de massa van een atoom van koolstof-12 in zijngrondtoestand.
Kunnen atoommassa en atoomgewicht ooit hetzelfde zijn?
Als je een element vindt dat bestaat als slechts één isotoop, dan zijn de atoommassa en het atoomgewicht hetzelfde. Atomaire massa en atoomgewicht kunnen elkaar evenaren wanneer u ook met een enkele isotoop van een element werkt. In dit geval gebruik je de atoommassa in berekeningen in plaats van het atoomgewicht van het element uit het periodiek systeem.
Massa is een maat voor de hoeveelheid van een stof, terwijl gewicht is een maat voor hoe een massa werkt in een zwaartekrachtveld. Op aarde, waar we door zwaartekracht worden blootgesteld aan een redelijk constante versnelling, besteden we niet veel aandacht aan het verschil tussen de termen. Onze definities van massa zijn immers zo goed als gemaakt met de zwaartekracht van de aarde in gedachten, dus als je zegt dat een gewicht een massa heeft van 1 kilogram en een gewicht van 1 kilogram, heb je gelijk. Als je nu die massa van 1 kg naar de maan brengt, zal het gewicht minder zijn.
Dus toen de term atoomgewicht in 1808 werd bedacht, waren isotopen onbekend en was de zwaartekracht van de aarde de norm. Het verschil tussen atoomgewicht en atoommassa werd bekend toen F.W. Aston, de uitvinder van de massaspectrometer (1927) zijn nieuwe apparaat gebruikte om neon te bestuderen. Op dat moment werd aangenomen dat het atoomgewicht van neon 20,2 amu was, maar Aston zag twee pieken in het massaspectrum van neon, bij een relatieve massa van 20,0 amu en 22,0 amu. Aston suggereerde er eigenlijk twee twee soorten neonatomen in zijn monster: 90% van de atomen met een massa van 20 amu en 10% met een massa van 22 amu. Deze verhouding gaf een gewogen gemiddelde massa van 20,2 amu. Hij noemde de verschillende vormen van de neonatomen "isotopen"Frederick Soddy had in 1911 de term isotopen voorgesteld om atomen te beschrijven die dezelfde positie innemen in het periodiek systeem, maar toch verschillend zijn.
Hoewel "atoomgewicht" geen goede beschrijving is, is de uitdrukking om historische redenen blijven hangen. De juiste term vandaag is "relatieve atoommassa" - het enige "gewicht" -deel van het atoomgewicht is dat het is gebaseerd op een gewogen gemiddelde van de isotoopovervloed.