seegongsik
高校1~高校2年生 (15-17歳)

同位体と平均原子量

Isotopes & Atomic Mass

同じ元素なのに重さが違う
75 %
👀 目で見る
①同位体は陽子数が同じで同じ元素だが、中性子数が異なり質量数が違う
②自然界では同位体が一定の割合で混ざっている
③平均原子量は各質量数を存在比で加重平均した値
同位体とは
同位体
陽子数が同じ・中性子数が異なる ⇒ 質量数が異なる
化学的性質は同じ(電子配置が同一)で質量だけ異なる
平均原子量
平均 = Σ (質量数 × 存在比)
存在比は小数(和 1)か百分率(和 100%)で加重平均
加重平均の直観
⚖️ 多い方へ偏る
①平均は二つの質量数の単純な中間ではない
②存在比が大きい同位体の方へ値が偏る
③だから塩素の平均(35.5)は 35 に近い
直接求めてみる
例題 1
³⁵Cl が 75%、³⁷Cl が 25% 存在するとき塩素の平均原子量を求めよ。
1
各質量数に存在比(小数)を掛けて足す。
35 × 0.75 + 37 × 0.25
2
計算する。
= 26.25 + 9.25 = 35.5
▸ 35.5
存在比が大きい 35 の方へ偏り 35.5 になる。
例題 2
ある元素の同位体が質量数 10(20%)、質量数 11(80%)で存在するとき平均原子量を求めよ。
1
加重平均を立てる。
10 × 0.2 + 11 × 0.8
2
計算する。
= 2 + 8.8 = 10.8
▸ 10.8
存在比が大きい 11 の方へ偏り 10.8 — 中間値 10.5 より大きい。
まとめ
中心となる結果
平均原子量 = Σ (質量数 × 存在比)
同位体は質量数だけ異なり、平均は存在比の加重平均
2020 修能 科学探究(化学Ⅰ) 類題
銅の同位体 ⁶³Cu が 70%、⁶⁵Cu が 30% 存在するとき平均原子量は?
①63
②63.6
③64
④64.4
⑤65
▸ ② 63.6
1
加重平均を立てる。
63 × 0.7 + 65 × 0.3
2
計算する。
= 44.1 + 19.5 = 63.6
🎯 試験ポイント
①同位体:陽子同じ·中性子(質量数)異なる
②化学的性質は同一
③平均 = Σ(質量数×存在比)
④存在比が大きい方へ偏る
⑤百分率は小数に直して(÷100)計算
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