Hva er greia: Utregninger som involverer atomvekt for ulike element er en gjenganger i flere tema. Det samme er tilfelle for konstanter som Avogadros tall, Bolzmanns konstant, etc. For å slippe å hard-kode disse for hver gang, er de lagt i modulen matek.py. Atomvekter for de første 100 grunnstoffene ligger en dictionary A der verdiene (for alle praktisk hensyn i hvert fall) er identiske med verdiene oppgitt i Callister 9th.
# fra matek.py: Diverse konstanter og funksjoner for TMM4100 Materialteknikk
# Atomvekter:
A = {'H' : 1.008, 'He': 4.002, 'Li': 6.940, 'Be': 9.012, 'B' : 10.810,
'C' : 12.011, 'N' : 14.007, 'O' : 15.999, 'F' : 18.998, 'Ne': 20.180,
'Na': 22.989, 'Mg': 24.305, 'Al': 26.981, 'Si': 28.085, 'P' : 30.973,
'S' : 32.060, 'Cl': 35.450, 'Ar': 39.948, 'K' : 39.098, 'Ca': 40.078,
'Sc': 44.955, 'Ti': 47.867, 'V' : 50.942, 'Cr': 51.996, 'Mn': 54.938,
'Fe': 55.845, 'Co': 58.933, 'Ni': 58.693, 'Cu': 63.546, 'Zn': 65.380,
'Ga': 69.723, 'Ge': 72.630, 'As': 74.921, 'Se': 78.971, 'Br': 79.904,
'Kr': 83.798, 'Rb': 85.468, 'Sr': 87.620, 'Y' : 88.905, 'Zr': 91.224,
'Nb': 92.906, 'Mo': 95.950, 'Tc': 97.000, 'Ru':101.070, 'Rh':102.905,
'Pd':106.420, 'Ag':107.868, 'Cd':112.414, 'In':114.818, 'Sn':118.710,
'Sb':121.760, 'Te':127.600, 'I' :126.904, 'Xe':131.293, 'Cs':132.905,
'Ba':137.327, 'La':138.905, 'Ce':140.116, 'Pr':140.907, 'Nd':144.242,
'Pm':145.000, 'Sm':150.360, 'Eu':151.964, 'Gd':157.250, 'Tb':158.925,
'Dy':162.500, 'Ho':164.930, 'Er':167.259, 'Tm':168.934, 'Yb':173.045,
'Lu':174.969, 'Hf':178.490, 'Ta':180.947, 'W' :183.840, 'Re':186.207,
'Os':190.230, 'Ir':192.217, 'Pt':195.084, 'Au':196.966, 'Hg':200.592,
'Tl':204.380, 'Pb':207.200, 'Bi':208.980, 'Po':209.000, 'At':210.000,
'Rn':222.000, 'Fr':223.000, 'Ra':226.000, 'Ac':227.000, 'Th':232.038,
'Pa':231.035, 'U' :238.028, 'Np':237.000, 'Pu':244.000, 'Am':243.000,
'Cm':247.000, 'Bk':247.000, 'Cf':251.000, 'Es':252.000, 'Fm':257.000 }
NA = 6.022E23 # Avogadros tall [antall/mol]
from matek import A, NA. from matek import * siden du neppe har oversikt over potensielle konflikter med andre variabler. import matek en trygg og grei måte, men påfølgende anvendelse av konstanter i koden blir jo litt mindre kompakt og oversiktlig da.from matek import A, NA
print('Avogadros tall =',NA)
# Antall kobberatomer i kg ren kobber:
masse = 1000 # [gram]
print('Antall atomer i 1 kg kobber: {:.2E} stk.'.format(masse*NA/A['Cu']))
# Grunnstoff som begynner på M eller N....
for key in A.keys():
if key[0] in ('M','N'):
print('{} : {} g/mol'.format(key,A[key]))
# Grunnstoff med atomvekt mellom 30 og 40 g/mol:
for key in A.keys():
if A[key] > 30 and A[key] < 40:
print('{} : {} g/mol'.format(key,A[key]))
1 amu = 1 g/mol og er definert som 1/12 av massen til Karbon-12 isotopen, som igjen består av 6 protoner og 6 nøytroner. Altså, massen til Karbon-12 blir dermed eksakt 12 amu.
Det betyr at et atom med 3 protoner og 3 nøytroner vil ha en masse på 6 amu, og dette er altså en isotop av Litium (Litium-6). Atomvekten til Litium er derimot høyere:
A['Li']
... noe som forklares enkelt med at Litium består i hovedsak av en isotop med 4 nøytroner. Utregning av atomvekt basert på isotoper når vi antar at massen til protoner og nøytroner er identiske (ikke helt sant) blir dermed:
w_Li = (0.0485*6 + 0.9515*7)
print(w_Li, 'amu')
Nå ble det et lite avvik som vi ikke skal bry oss med å forklare i dette emnet, for da må vi ned i et kaninhull der kvarker og gluoner i nukleoner har energi (= masse!) som er x 100 ganger (ish) høyere en hvilemassen til summen av elementærpartikler enkeltvis, .... uh (gjesp), glem det.
Jern har atomnummer og atomvekt:
atomnummer = list(A.keys()).index('Fe')+1
atomvekt = A['Fe']
print(atomnummer,atomvekt)
Det betyr at jern i hovedsak består av isotoper med rundt 56 kjærnepartikler (26 protoner og 29 nøytroner), noe som viser seg å vært ganske presist og vi kan gjøre følgende overslag av atomvekten:
(6*54 + 92*56 + 2*57)/100