镁(Magnesium)的相对原子质量是24.305。这个数值是在考虑了自然界中镁的各种同位素及其自然丰度后计算得出的平均值。
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同位素的概念:同位素是指具有相同质子数但中子数不同的元素变体。例如,镁有三种主要的稳定同位素:镁-24、镁-25和镁-26。它们的质子数都是12,但中子数分别是12、13和14。
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相对原子质量的定义:相对原子质量是一个元素的平均原子质量与碳-12同位素原子质量的十二分之一的比值。由于不同同位素在自然界中的存在比例不同,因此计算出的相对原子质量会是一个平均值。
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计算方法:镁的相对原子质量可以通过以下公式计算: [ A_r = \sum (f_i \times A_i) ] 其中,(A_r) 是相对原子质量,(f_i) 是第i种同位素的丰度(以小数形式表示),(A_i) 是第i种同位素的质量数。
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具体案例:假设我们已知镁的三种同位素在自然界中的丰度分别为:
- 镁-24: 78.99%
- 镁-25: 10.00%
- 镁-26: 11.01%
将这些数据代入上述公式进行计算: [ A_r = (0.7899 \times 24) + (0.1000 \times 25) + (0.1101 \times 26) = 18.9576 + 2.5 + 2.8626 = 24.3202 ]
这个结果与实际测量值24.305非常接近,因为实际数据可能包含更精确的丰度信息以及更复杂的计算方法。
通过以上案例,我们可以看到,镁的相对原子质量是基于其同位素的自然丰度计算得出的一个平均值。这种计算方式确保了我们能够准确地描述一个元素在自然界中的平均质量特性。