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Chaque élément est une substance composée d'atomes avec un nombre identique de protons dans leurs noyaux. Par exemple, un atome de l'élément azote a toujours sept protons. Tous les éléments sauf l'hydrogène ont également des neutrons dans leurs noyaux, et le poids atomique des éléments est la somme des poids des protons et des neutrons. "Isotope" fait référence à des variantes de formes d'éléments avec des comptes de neutrons différents - chaque variante, avec son compte de neutrons unique, est un isotope de l'élément. Le tableau périodique des éléments répertorie le poids atomique de chaque élément, qui correspond à la moyenne pondérée des poids isotopiques en fonction de l'abondance de chacun. Vous pouvez facilement rechercher le pourcentage d’abondance de chaque isotope dans un livre de chimie ou sur le Web, mais vous devrez peut-être calculer le pourcentage d’abondance à la main, par exemple pour répondre à une question sur un test de chimie à l’école. Vous pouvez effectuer ce calcul pour seulement deux abondances d’isotopes inconnus à la fois.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
La formule générale pour l'abondance relative est (M1) (x) + (M2) (1-x) = Me, où Me est la masse atomique de l'élément du tableau périodique, M1 est la masse de l'isotope pour lequel vous connaissez l'abondance, x est l'abondance relative de l'isotope connu et M2 est la masse de l'isotope d'abondance inconnue. Résoudre pour x pour obtenir l'abondance relative de l'isotope inconnu.
Identifiez le poids atomique des éléments et le nombre atomique de protons et de neutrons pour chacun des deux isotopes. Ce sont des informations qui vous seront données sur une question test. Par exemple, l'azote (N) a deux isotopes stables: N14 a un poids, arrondi à trois décimales, de 14,003 unités de masse atomique (amu), avec sept neutrons et sept protons, tandis que N15 pèse 15 000 amu, avec huit neutrons et sept des protons. Le poids atomique de l'azote est donné à 14,007 amu.
Soit x le pourcentage d’abondance de l’un des deux isotopes. L’autre isotope doit alors avoir une abondance de 100% moins x%, que vous exprimez sous forme décimale sous la forme (1 - x). Pour l'azote, vous pouvez définir x égal à l'abondance de N14 et (1 - x) à l'abondance de N15.
Ecrivez l'équation du poids atomique des éléments, qui correspond au poids de chaque isotope multiplié par son abondance. Pour l’azote, l’équation est donc 14,007 = 14,003x + 15 000 (1 - x).
Résoudre pour x en utilisant une algèbre simple. Pour l'azote, simplifiez l'équation à 14.003x + (15.000 - 15.000x) = 14.007 et résolvez pour x. La solution est x = 0,996. En d'autres termes, l'abondance de l'isotope N14 est de 99,6% et l'abondance de l'isotope N15 est de 0,4%, arrondie à la première décimale.