ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างมวลอะตอมและน้ำหนักโมเลกุลคือมวลอะตอมคือมวลของอะตอมเดี่ยว ในขณะที่น้ำหนักโมเลกุลคือผลรวมของน้ำหนักของอะตอมในโมเลกุล
อะตอมเป็นตัวประกอบของทุกเรื่อง อะตอมมีน้ำหนัก มันคือมวลอะตอม อะตอมสามารถรวมเข้าด้วยกันในรูปแบบต่างๆ เพื่อสร้างโมเลกุลและสารประกอบอื่นๆ โครงสร้างโมเลกุลให้อัตราส่วนที่แน่นอนของอะตอม ดังนั้นเราจึงสามารถเขียนสูตรโมเลกุลสำหรับสารประกอบได้ สิ่งเหล่านี้มีความสำคัญในการกำหนดน้ำหนักโมเลกุล
มวลอะตอมคืออะไร
อะตอมส่วนใหญ่ประกอบด้วยโปรตอน นิวตรอนและอิเล็กตรอนมวลอะตอมเป็นเพียงมวลของอะตอม กล่าวคือ เป็นการรวมมวลของนิวตรอน โปรตอน และอิเล็กตรอนทั้งหมดในอะตอมเดียว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่ออะตอมไม่เคลื่อนที่ (มวลพัก) เราพักมวลไว้เพราะตามพื้นฐานของฟิสิกส์ เมื่ออะตอมเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมาก มวลจะเพิ่มขึ้น
อย่างไรก็ตาม มวลของอิเล็กตรอนนั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับมวลของโปรตอนและนิวตรอน ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่าการมีส่วนร่วมของอิเล็กตรอนต่อมวลอะตอมนั้นน้อยกว่า อะตอมส่วนใหญ่ในตารางธาตุมีไอโซโทปตั้งแต่สองตัวขึ้นไป ไอโซโทปแตกต่างกันโดยมีจำนวนนิวตรอนต่างกัน แม้ว่าจะมีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากันก็ตาม เนื่องจากจำนวนนิวตรอนต่างกัน ไอโซโทปแต่ละตัวจึงมีมวลอะตอมต่างกัน
รูปที่ 01: มวลอะตอมขององค์ประกอบทางเคมี
นอกจากนี้มวลของอะตอมยังมีขนาดเล็กมาก ดังนั้นเราจึงไม่สามารถแสดงออกในหน่วยมวลปกติเช่นกรัมหรือกิโลกรัม สำหรับจุดประสงค์ของเรา เราใช้หน่วยอื่นที่เรียกว่าหน่วยมวลอะตอม (amu) เพื่อวัดมวลอะตอม 1 หน่วยมวลอะตอมคือหนึ่งในสิบสองของมวลของไอโซโทป C-12 เมื่อเราหารมวลของอะตอมด้วยมวลหนึ่งในสิบสองของมวลของไอโซโทป C-12 เราจะได้มวลสัมพัทธ์ อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานทั่วไปเมื่อเราพูดถึงมวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุ เราหมายถึงน้ำหนักอะตอมของธาตุนั้น (เพราะเราคำนวณโดยพิจารณาจากไอโซโทปทั้งหมด)
น้ำหนักโมเลกุลคืออะไร
น้ำหนักโมเลกุลคือชุดของน้ำหนักของอะตอมทั้งหมดในโมเลกุล หน่วย SI ของพารามิเตอร์นี้คือ gmol-1 ซึ่งจะให้ปริมาณของอะตอม/โมเลกุล/สารประกอบที่มีอยู่ในหนึ่งโมลของสาร กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือมวลของจำนวนอะตอม/โมเลกุลหรือสารประกอบอะโวกาโดร
รูปที่ 02: จุดเดือดและมวลกราม (น้ำหนักโมเลกุล) ของสารประกอบต่างๆ
การวัดน้ำหนักของอะตอมและโมเลกุลในสถานการณ์จริงเป็นสิ่งสำคัญ แต่เป็นการยากที่จะชั่งน้ำหนักเป็นอนุภาคเดี่ยว เนื่องจากมวลของพวกมันมีขนาดเล็กมากตามพารามิเตอร์การชั่งน้ำหนักปกติ (กรัมหรือกิโลกรัม) ดังนั้น ในการเติมเต็มช่องว่างนี้และวัดอนุภาคในระดับมหภาค แนวคิดเกี่ยวกับมวลโมเลกุลจึงมีประโยชน์มาก
คำจำกัดความของน้ำหนักโมเลกุลเกี่ยวข้องโดยตรงกับไอโซโทปคาร์บอน-12 มวลของอะตอมคาร์บอน 12 อะตอมหนึ่งโมลเท่ากับ 12 กรัม ซึ่งเท่ากับมวลโมลาร์ของคาร์บอน 12 กรัมต่อโมลพอดี นอกจากนี้ เราสามารถคำนวณน้ำหนักโมเลกุลของโมเลกุลที่มีอะตอมเหมือนกัน เช่น O2 หรือ N2 โดยการคูณจำนวนอะตอมด้วยน้ำหนักอะตอม ของอะตอมอย่างไรก็ตาม น้ำหนักโมเลกุลของสารประกอบ เช่น NaCl หรือ CuSO4 คำนวณโดยการบวกน้ำหนักอะตอมของแต่ละอะตอม
มวลอะตอมกับน้ำหนักโมเลกุลต่างกันอย่างไร
มวลอะตอมให้มวลอะตอม ในขณะที่น้ำหนักโมเลกุลให้มวลโมเลกุล อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างมวลอะตอมและน้ำหนักโมเลกุลคือมวลอะตอมคือมวลของอะตอมเดี่ยว ในขณะที่น้ำหนักโมเลกุลคือผลรวมของน้ำหนักของอะตอมในโมเลกุล เนื่องจากความแตกต่างที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งระหว่างมวลอะตอมและน้ำหนักโมเลกุล หน่วยของการวัดมวลอะตอมคือ amu ในขณะที่หน่วยน้ำหนักโมเลกุลคือ g/mol
นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างระหว่างมวลอะตอมและน้ำหนักโมเลกุลในวิธีที่เราคำนวณปริมาณทั้งสองนี้ เราสามารถหามวลอะตอมได้อย่างง่ายดายโดยการเพิ่มมวลของนิวตรอน โปรตอน และอิเล็กตรอนของอะตอม อย่างไรก็ตาม เรากำหนดมวลของโมเลกุลหรือน้ำหนักโมเลกุลของโมเลกุลโดยการเพิ่มมวลเฉลี่ยของอะตอมในโมเลกุล
ภาพประกอบด้านล่างแสดงความแตกต่างระหว่างมวลอะตอมและน้ำหนักโมเลกุลในรูปแบบตาราง
สรุป – มวลอะตอมเทียบกับน้ำหนักโมเลกุล
เราใช้คำว่ามวลอะตอมและน้ำหนักโมเลกุลเป็นหลักในการคำนวณทางเคมีทั่วไปเพื่อกำหนดค่าเกี่ยวกับปฏิกิริยาเคมี เช่น ปริมาณของสารตั้งต้น ผลิตภัณฑ์ เป็นต้น ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างมวลอะตอมและน้ำหนักโมเลกุลคือมวลอะตอมคือมวลของอะตอมเดี่ยว ในขณะที่น้ำหนักโมเลกุลคือผลรวมของน้ำหนักของอะตอมในโมเลกุล