1。同位体の存在量:要素は異なる同位体として存在し、原子核の中性子数に変動します。各同位体には、それに関連する特定の質量があります。モル質量を決定するには、元素の同位体組成と相対存在量を説明する必要があります。
2。質量分析:この分析手法は、元素の同位体組成を決定する上で重要な役割を果たします。質量分析は、質量と電荷比に基づいてイオンを分離し、異なる同位体の識別と定量化を可能にします。同位体ピークの質量と相対強度を測定することにより、科学者は元素の平均原子質量を計算できます。
3。Avogadroの数:Avogadroの数(nₐ)は、1つのモルの物質に存在する粒子(原子、分子、またはイオン)の数を表します。モルあたり約6.02214076×10^23粒子の固定値があります。
4。モル質量計算:平均原子質量が測定されると、平均原子質量にアボガドロの数を掛けることでモル質量を計算できます。これにより、グラムの1モルの要素の質量が得られます。
たとえば、炭素を要素と見なす場合:
- 炭素には、炭素-12(¹²C)、炭素-13(¹³c)、炭素-14(¹⁴c)の3つの自然に発生する同位体があります。
- 質量分析を使用して、同位体の存在量が決定されます:¹²c〜98.93%、¹³c〜1.07%、および¹⁴c〜トレース量。
- 炭素の平均原子質量は、同位体の存在量とそれぞれの質量に基づいて計算されます。
原子質量=(98.93%×12.0000 AMU) +(1.07%×13.0034 AMU) +(TRACE%×14.0032 AMU)≈12.011AMU
- 平均原子質量にアボガドロの数(6.02214076×10^23粒子/モル)を掛けると、臼歯塊が得られます。
モル質量=12.011 AMU/原子×6.02214076×10^23原子/モル≈12.011g/mol
したがって、1モルの炭素の質量は約12.011グラムです。
このプロセスは、同位体組成を考慮し、質量分析などの正確な手法を使用して、あらゆる元素のモル質量を決定するために適用できます。モル質量は、化学量論や化学反応における物質の量を決定するなど、さまざまな化学計算で使用される基本的な特性です。