औसत परमाणु द्रव्यमान क्या होता है?
किसी तत्व का औसत परमाणु द्रव्यमान (जिसे परमाणु भार भी कहते हैं) उसके सभी प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले आइसोटोप के द्रव्यमानों का भारित औसत होता है। चूँकि एक ही तत्व के आइसोटोप में न्यूट्रॉन की संख्या अलग-अलग होती है, इसलिए उनका द्रव्यमान भी अलग होता है। आवर्त सारणी (पीरियोडिक टेबल) में दिखाया गया मान यह दर्शाता है कि प्रकृति में हर आइसोटोप कितनी मात्रा में मौजूद है, और इसे उसकी सापेक्ष बहुलता के अनुसार तौला जाता है।
इस कैलकुलेटर का उपयोग कैसे करें
तत्व के हर आइसोटोप का द्रव्यमान (परमाणु द्रव्यमान इकाई, amu में) और उसकी प्रतिशत प्राकृतिक बहुलता दर्ज करें। आप अधिकतम तीन आइसोटोप डाल सकते हैं; जिन पंक्तियों की ज़रूरत न हो उन्हें खाली छोड़ दें। बहुलताओं का योग लगभग 100% होना चाहिए। तत्व का औसत परमाणु द्रव्यमान पाने के लिए "गणना करें" पर क्लिक करें।
सूत्र की पूरी समझ
औसत परमाणु द्रव्यमान इस प्रकार निकाला जाता है:
$$\text{औसत परमाणु द्रव्यमान} = \sum (\text{आइसोटोप द्रव्यमान} \times \text{भिन्नात्मक बहुलता})$$
यहाँ भिन्नात्मक बहुलता का मतलब है प्रतिशत बहुलता को 100 से भाग देना। यानी हर आइसोटोप के द्रव्यमान को उसकी दशमलव बहुलता से गुणा करें, फिर सभी गुणनफलों को आपस में जोड़ दें। इससे एक ही भारित औसत मिलता है जो तत्व को उसके प्राकृतिक रूप में दर्शाता है।
हल किया गया उदाहरण: क्लोरीन
क्लोरीन के दो स्थायी आइसोटोप होते हैं। क्लोरीन-35 का द्रव्यमान 34.96885 amu है और इसकी बहुलता 75.77% है, जबकि क्लोरीन-37 का द्रव्यमान 36.96590 amu है और इसकी बहुलता 24.23% है।
$$(34.96885 \times 0.7577) + (36.96590 \times 0.2423) = 26.4959 + 8.9568 = 35.4527 \text{ amu}$$
यह मान आवर्त सारणी में क्लोरीन के लिए दिखाए गए लगभग 35.45 amu से मेल खाता है।
सामान्य तत्वों के समस्थानिक द्रव्यमान और प्राकृतिक बहुलता
नीचे दिए गए मान मानक समस्थानिक द्रव्यमान (एकीकृत परमाणु द्रव्यमान इकाई, u में) हैं और IUPAC/CIAAW द्वारा प्रकाशित प्रतिनिधि प्राकृतिक प्रतिशत बहुलता हैं। बहुलता भूवैज्ञानिक नमूनों के बीच थोड़ी भिन्न होती है, इसलिए दिखाई गई आंकड़े व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले प्रतिनिधि मान हैं। प्रत्येक तत्व के स्थिर समस्थानिक सूचीबद्ध हैं; एक तत्व के समस्थानिकों की बहुलता 100% तक जुड़ जाती है।
| तत्व | समस्थानिक | समस्थानिक द्रव्यमान (u) | बहुलता (%) |
|---|---|---|---|
| हाइड्रोजन | ¹H | 1.007825 | 99.9885 |
| ²H (D) | 2.014102 | 0.0115 | |
| बोरॉन | ¹⁰B | 10.012937 | 19.9 |
| ¹¹B | 11.009305 | 80.1 | |
| कार्बन | ¹²C | 12.000000 | 98.93 |
| ¹³C | 13.003355 | 1.07 | |
| मैग्नीशियम | ²⁴Mg | 23.985042 | 78.99 |
| ²⁵Mg | 24.985837 | 10.00 | |
| ²⁶Mg | 25.982593 | 11.01 | |
| सिलिकॉन | ²⁸Si | 27.976927 | 92.23 |
| ²⁹Si | 28.976495 | 4.68 | |
| ³⁰Si | 29.973770 | 3.09 | |
| क्लोरीन | ³⁵Cl | 34.968853 | 75.76 |
| ³⁷Cl | 36.965903 | 24.24 | |
| तांबा | ⁶³Cu | 62.929598 | 69.15 |
| ⁶⁵Cu | 64.927790 | 30.85 | |
| ब्रोमीन | ⁷⁹Br | 78.918338 | 50.69 |
| ⁸¹Br | 80.916290 | 49.31 |
मुख्य शर्तें और परिभाषाएं
- समस्थानिक
- एक ही तत्व के परमाणु (प्रोटॉन की समान संख्या) जो न्यूट्रॉन की संख्या में भिन्न होते हैं, और इसलिए द्रव्यमान में। उदाहरण के लिए, ³⁵Cl और ³⁷Cl दोनों क्लोरीन हैं।
- द्रव्यमान संख्या (A)
- एक नाभिक में प्रोटॉन जमा न्यूट्रॉन की कुल गणना, जिसे न्यूक्लाइड प्रतीक में सुपरस्क्रिप्ट के रूप में लिखा जाता है (जैसे ¹²C में 12)। यह एक पूर्ण संख्या है और समस्थानिक को लेबल करती है।
- परमाणु द्रव्यमान इकाई (amu, u, या डाल्टन)
- परमाणु-पैमाने के द्रव्यमान के लिए मानक इकाई, जिसे तटस्थ ¹²C परमाणु के द्रव्यमान का ठीक 1/12 के रूप में परिभाषित किया जाता है। 1 u ≈ 1.66054 × 10⁻²⁴ g। प्रतीक amu, u, और Da (डाल्टन) सभी एक ही इकाई को संदर्भित करते हैं।
- समस्थानिक द्रव्यमान
- एक ही समस्थानिक का वास्तविक मापा गया द्रव्यमान u में व्यक्त किया जाता है। यह द्रव्यमान संख्या के करीब है, लेकिन बिल्कुल समान नहीं है, क्योंकि परमाणु बंधन ऊर्जा और प्रोटॉन/न्यूट्रॉन द्रव्यमान अंतर (जैसे ¹¹B का एक समस्थानिक द्रव्यमान 11.0093 u है)।
- प्रतिशत बहुलता
- एक तत्व के परमाणुओं का अंश जो एक दिया गया समस्थानिक है, प्रतिशत (0–100%) के रूप में व्यक्त किया गया। एक तत्व के सभी समस्थानिकों की बहुलता 100% तक जुड़ जाती है।
- भिन्नात्मक बहुलता
- एक ही मात्रा को प्रतिशत के बजाय दशमलव अंश (0–1) के रूप में लिखी गई है — बस प्रतिशत बहुलता को 100 से विभाजित किया गया। भिन्नात्मक बहुलता का उपयोग करने से आप 100 से विभाजित किए बिना भारित योग सीधे ले सकते हैं।
- औसत परमाणु द्रव्यमान (परमाणु भार)
- एक तत्व के समस्थानिक द्रव्यमान का बहुलता-भारित माध्य, u में। यह वह मान है जो आवर्त सारणी पर मुद्रित है और दाढ़ द्रव्यमान (g/mol) के रूप में दाढ़ गणना में उपयोग किया जाता है। इसे \(\bar{M} = \sum (\text{समस्थानिक द्रव्यमान} \times \text{भिन्नात्मक बहुलता})\) के रूप में गणना की जाती है।
अक्सर पूछे जाने वाले सवाल
औसत मान पूर्ण संख्या क्यों नहीं होता? क्योंकि यह अलग-अलग बहुलता वाले आइसोटोप का भारित औसत होता है, इसलिए परिणाम बहुत कम ही कोई साफ़-सुथरी पूर्णांक संख्या होती है।
क्या बहुलताओं का योग 100% होना ज़रूरी है? हाँ — किसी तत्व के सभी आइसोटोप की प्राकृतिक बहुलताओं का योग 100% होना चाहिए। थोड़े-बहुत राउंडिंग के अंतर से कोई फ़र्क नहीं पड़ता।
परिणाम किस इकाई में आता है? परमाणु द्रव्यमान इकाई (amu) में, जिसे u या डाल्टन भी लिखा जाता है।
