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Pour déterminer le pourcentage d'abondance d'un isotope, vous combinez la masse atomique moyenne de l'élément du tableau périodique avec une simple équation algébrique.

Qu'est-ce que l'abondance isotopique relative ?

L'abondance relative est le pourcentage d'un isotope spécifique trouvé dans la nature. La masse atomique indiquée pour un élément dans le tableau périodique est une moyenne pondérée de tous ses isotopes naturels.

Les isotopes partagent le même nombre de protons mais diffèrent par le nombre de neutrons. Par exemple, l’azote‑14 possède 7 neutrons, tandis que l’azote‑15 possède 8 neutrons; les deux sont de l'azote mais des isotopes distincts.

Les problèmes typiques vous demandent de calculer soit l'abondance relative d'un isotope particulier, soit la masse de cet isotope en fonction de la masse atomique moyenne de l'élément.

Étape 1 : Identifier la masse atomique moyenne

Localisez la masse atomique moyenne de l’élément dans le tableau périodique. Pour l'azote, cette valeur est de 14,007amu.

Étape 2 :Configurer l'équation

Utilisez la formule standard :

(M₁)(x) + (M₂)(1 – x) = M(E)

• M₁ =masse de l'isotope1
• x =abondance relative (sous forme décimale) de l'isotope1
• M₂ =masse de l'isotope2
• M(E) =masse atomique moyenne de l'élément

Exemple :Azote‑14 (14,003 amu) et azote‑15 (15,000 amu). Se brancher sur la formule donne

14.003 x + 15.000 (1 – x) = 14.007

Étape 3 :Résoudre pour x

Appliquer les étapes algébriques :

• Distribuer :14.003x + 15.000 – 15.000x =14.007

• Combinez des termes similaires :–0,997x =–0,993

• Diviser :x = 0.996

Étape 4 : Convertir en pourcentage

Multipliez la décimale par 100 pour l'exprimer en pourcentage.

• Azote‑14 :0.996 × 100 = 99.6 %
• Azote‑15 :(1 – 0.996) × 100 = 0.4 %

Utiliser les données de spectrométrie de masse

Lorsqu'un spectre de masse est fourni, les abondances relatives sont souvent affichées sous forme de graphique à barres verticales. Même si le total peut sembler dépasser 100 %, les barres représentent des pourcentages relatifs. Pour un modèle d'azote, le spectre peut afficher 100 pour l'azote-14 et 0,37 pour l'azote-15.

Normalisez ces valeurs :

nitrogen‑14 = 100 / (100 + 0.37) ≈ 0.996 → 99.6 %

nitrogen‑15 = 0.37 / (100 + 0.37) ≈ 0.004 → 0.4 %

En suivant ces étapes, vous pouvez calculer de manière fiable le pourcentage d'abondance de n'importe quel isotope.