Mass Spectra of Elements · 元素的质谱
| English | 中文 | Pinyin · 拼音 |
|---|---|---|
| isotopes/ˈaɪsətəʊps/ | 同位素 | tóng wèi sù |
| mass spectrum/mæs ˈspektrəm/ | 质谱图 | zhì pǔ tú |
| average atomic mass/ˈævrɪdʒ əˈtɒmɪk mæs/ | 平均原子质量 | píng jūn yuán zi zhì liàng |
Weighing single atoms
- Not all atoms of one kind weigh the same.
- A machine can sort them by weight, one type at a time.
- The result is a bar chart of tiny peaks.
- Each peak reveals a hidden variety of the same atom.
称量单个原子
- 同一种原子并非都一样重。
- 一台机器能按重量把它们分类,一次一种。
- 结果是一张由小峰组成的条形图。
- 每个峰都揭示同一种原子隐藏的一个变种。
Same atom, different weight
- Isotopes 同位素 are atoms of one element with different numbers of neutrons.
- They share the same chemistry but differ in mass.
- Chlorine, for example, comes as chlorine-35 and chlorine-37.
同一种原子,不同的重量
- 同位素是同一元素、中子数不同的原子。
- 它们化学性质相同,但质量不同。
- 例如氯就有氯-35 和氯-37。
Two isotopes of the same element differ in the number of... · 同一元素的两种同位素在____的数量上不同。
Isotopes share protons but differ in neutrons, hence in mass. · 同位素具有相同的质子数但中子数不同，因此质量不同。
Reading the peaks
- A mass spectrum 质谱图 plots each isotope's mass against how common it is.
- The peak position gives the mass; the peak height gives the relative abundance.
- Two peaks mean two isotopes.
读峰
- 质谱把每种同位素的质量对它有多常见作图。
- 峰的位置给出质量;峰的高度给出相对丰度。
- 两个峰意味着两种同位素。
In a mass spectrum, the height of a peak shows the isotope's relative . · 在质谱中，峰的高度表示该同位素的相对。
Peak height is the relative abundance; peak position is the mass. · 峰高代表相对丰度；峰的位置代表质量。
The weighted average
- The average atomic mass 平均原子质量 is a weighted average of the isotopes:
- The more common isotope pulls the average toward its own mass.
- This is the value printed on the periodic table.
加权平均
- 平均原子质量是各同位素的加权平均:
- 越常见的同位素把平均值拉向它自己的质量。
- 这就是周期表上印的数值。
Build chlorine's isotopes · 构建氯的同位素
Change the number of neutrons to make Cl-35 and Cl-37 - the two peaks a mass spectrum shows. · 改变中子数以形成 Cl-35 和 Cl-37 —— 这是质谱图中显示的两个峰。
An element is 60% of mass 10 and 40% of mass 11. Its average atomic mass (in u)? · 某元素由 60% 的质量为 10 的成分和 40% 的质量为 11 的成分组成。其平均原子质量（单位 u）是多少？
$0.60(10) + 0.40(11) = 6.0 + 4.4 = 10.4\ \text{u}$.
The average atomic mass lies closer to the more abundant isotope. · 平均原子质量更接近丰度较高的同位素。
A weighted average is pulled toward the isotope with the larger fraction. · 加权平均值会被拉向占比更大的同位素。
An element has two isotopes of mass 20 and 22, each 50% abundant. Its average mass (in u)? · 某元素有两种同位素，质量分别为 20 和 22，丰度各为 50%。其平均质量（单位 u）是多少？
$0.5(20) + 0.5(22) = 21\ \text{u}$ -- exactly halfway when equally abundant. · $0.5(20) + 0.5(22) = 21\ \text{u}$ —— 当丰度相等时，恰好位于正中间。
Chlorine is 75% chlorine-35 and 25% chlorine-37.
- $\bar{m} = 0.75(35) + 0.25(37) = 26.25 + 9.25 = 35.5\ \text{u}$.
- This matches chlorine's periodic-table mass of $35.5$.
氯是 75% 的氯-35 和 25% 的氯-37。
- $\bar{m} = 0.75(35) + 0.25(37) = 26.25 + 9.25 = 35.5\ \text{u}$。
- 这与氯在周期表上的质量 $35.5$ 相符。
When computing a weighted average from percentages, you should first... · 在根据百分比计算加权平均值时，你应该首先……
Use fractional abundances so the weights sum to 1. · 使用分数丰度，使权重之和为 1。
Use fractional abundances ($0.75$), not percentages ($75$), unless you divide by 100 at the end. The average lands closer to the more abundant isotope and is exactly halfway only when the two are equally common. And isotopes differ in neutrons alone -- same protons, so the same element.
用分数丰度($0.75$),而不是百分数($75$),除非最后再除以 100。平均值更靠近丰度更高的同位素,只有当两者一样常见时才恰好在正中间。而且同位素只在中子上不同——质子相同,所以是同一元素。
Isotopes are atoms of one element with different neutron counts, so different masses. A mass spectrum shows a peak per isotope (position = mass, height = abundance). The average atomic mass on the periodic table is the abundance-weighted average, pulled toward the most common isotope.
同位素是同一元素、中子数不同的原子,因而质量不同。质谱为每种同位素显示一个峰(位置=质量,高度=丰度)。周期表上的平均原子质量是按丰度加权的平均,偏向最常见的同位素。