Решен пример: Идентифициране на елемент по масовия му спектър

Да кажем, че имаме някакво мистериозно вещество, за което знаем, че е чист елемент, и трябва да открием кой е този елемент. Учените използват метод, който разглеждаме по-задълбочено в други видео уроци – този метод е т.нар. масспектрометрия, наричана още масспектроскопия. Това е метод, при който можеш да вземеш проба от вещество и да анализираш различните атомни маси на различните изотопи в това вещество. Точно това имаме тук – даден ни е масовият спектър за средна проба от един чист елемент. Приемаме, че това е чист елемент. Тук виждаме... това изглежда сякаш, не знам, да кажем, че 82% от атомите в пробата имат атомна маса 88 единици атомна маса. Изглежда, че около 7% от атомите в пробата имат атомна маса 87 единици атомна маса. Изглежда, че 10% от атомите имат атомна маса 86 единици атомна маса. 1% от атомите в пробата имат атомна маса 84 универсални единици атомна маса. От тази информация можем да опитаме да намерим приблизително средната атомна маса на мистериозния елемент. Можем да я изчислим като 0,82*88 плюс... да кажем, че това са 7%, тоест 0,07*87, плюс 10%, това е 0,1*86, плюс, да видим, сборът им трябва да е 100%. Първите две дават 89. Плюс това става 99. И още 1%. 0,01*84. Ако пресметнем този израз, ще получим приблизително стойността на средната атомна маса на този елемент. Можеш да използваш калкулатор и ще получиш някакво число, а после трябва да сравниш с данните в периодичната таблица на елементите. Но можем просто да го сметнем приблизително. Виждаме, че това ще е близо до 88, понеже там е най-високият процент. После взимаме претеглената средна стойност – имаме най-високо тегло тук. Но тези други изотопи, тези други "версии" на елемента, които имат различен брой неутрони, променят атомната маса и понижават средната стойност. Така че средната атомна маса ще е малко по-малко от 88. Да погледнем в периодична таблица на елементите. Кой елемент има атомна маса, която е малко по-малка от 99? Масата на итрия е 88,91, но знаем, че не може да е той, понеже никой от изотопите няма атомна маса над 88. Така че можем да изключим итрия. Стронцият изглежда доста добър кандидат. Масата му е точно като тази, която прогнозирахме, малко по-малко от 88. Масата на рубидия е много по-малко от 88. Ако бяхме направили изчислението, щяхме да сме сигурни, че масата няма да е толкова ниска, колкото масата на рубидия. Така че, със сигурност, дори с тази оценка на око, просто приблизително, този елемент ще е малко... ще има атомна маса, малко по-малка от 88, което означава, че това е стронций.