Atom və molekulyar kütlələr. Atom və molekulyar çəki (atom və molekulyar kütlə)

Dünya kimyaçıları sadə və mürəkkəb maddələrin tərkibini kimyəvi formullar şəklində çox gözəl və yığcam şəkildə əks etdirirlər. Kimyəvi düsturlar hərflərdən - kimyəvi elementlərin simvollarından istifadə edərək yazılan sözlərin analoqlarıdır.

Kimyəvi simvollardan istifadə edərək, Yer üzündə ən çox yayılmış maddənin - suyun tərkibini ifadə edək. Su molekulunda iki hidrogen atomu və bir oksigen atomu var. İndi gəlin bu cümləni kimyəvi simvollardan (hidrogen - H və oksigen - O) istifadə edərək kimyəvi düstura çevirək. İndekslərdən istifadə edərək düsturdakı atomların sayını yazırıq - kimyəvi simvolun sağ alt hissəsində yerləşən nömrələr (indeks 1 oksigen üçün yazılmır): H 2 0 ("kül-iki-o" oxuyun).

Molekulları iki eyni atomdan ibarət olan sadə maddələrin hidrogen və oksigenin düsturları aşağıdakı kimi yazılır: H 2 (“kül-iki” oxuyun) və 0 2 (“o-iki” oxuyun) (şək. 26).

düyü. 26.
Oksigen, hidrogen və suyun molekullarının modelləri və düsturları

Molekulların sayını əks etdirmək üçün kimyəvi düsturlardan əvvəl yazılmış əmsallardan istifadə olunur: məsələn, 2CO 2 ("iki-iki-iki" oxuyun) hər biri bir karbondan ibarət olan iki karbon dioksid molekulunu bildirir. atom və iki oksigen atomu.

Kimyəvi elementin sərbəst atomlarının sayını göstərərkən əmsallar eyni şəkildə yazılır. Məsələn, ifadəni yazmalıyıq: beş dəmir atomu və yeddi oksigen atomu. Bu aşağıdakı kimi edilir: 5Fe və 7O.

Molekulların, hətta daha çox atomların ölçüləri o qədər kiçikdir ki, 5-6 min dəfə böyüdülməsini təmin edən ən yaxşı optik mikroskoplarda belə onları görmək mümkün deyil. Onları hətta 40 min dəfə böyütməni təmin edən elektron mikroskoplarda belə görmək mümkün deyil. Təbii ki, molekulların və atomların əhəmiyyətsiz ölçüləri onların əhəmiyyətsiz kütlələrinə uyğun gəlir. Alimlər hesablamışlar ki, məsələn, hidrogen atomunun kütləsi 0,000 000 000 000 000 000 000 001 674 q, 1.674 10 -24 q, oksigen atomunun kütləsi isə 0.0000000000000000000 000 026 667 q, yaxud 2,6667 10 -23 q, karbon atomunun kütləsi 1,993 10 -23 q, su molekulunun kütləsi isə 3,002 10 -23 q-dır.

Bir oksigen atomunun kütləsinin ən yüngül element olan hidrogen atomunun kütləsindən neçə dəfə böyük olduğunu hesablayaq:

Eynilə, bir karbon atomunun kütləsi bir hidrogen atomunun kütləsindən 12 dəfə böyükdür:

düyü. 27. Karbon atomunun kütləsi 12 hidrogen atomunun kütləsinə bərabərdir

Su molekulunun kütləsi hidrogen atomunun kütləsindən 18 dəfə böyükdür (şək. 28). Bu dəyərlər müəyyən bir kimyəvi elementin atomunun kütləsinin hidrogen atomunun kütləsindən neçə dəfə böyük olduğunu göstərir, yəni nisbidir.

düyü. 27. Su atomunun kütləsi 18 hidrogen atomunun kütləsinə bərabərdir

Hal-hazırda fiziklər və kimyaçılar belə bir fikirdədirlər ki, elementin nisbi atom kütləsi onun atomunun kütləsinin karbon atomunun kütləsinin 1/12-dən neçə dəfə böyük olduğunu göstərən dəyərdir. Nisbi atom kütləsi Ar ilə işarələnir, burada r ingiliscə "nisbi" mənasını verən nisbi sözünün başlanğıc hərfidir. Məsələn, A r (0) = 16, A r (C) = 12, A r (H) = 1.

Hər bir kimyəvi elementin öz nisbi atom kütləsi dəyəri var (şək. 29). Kimyəvi elementlərin nisbi atom kütlələrinin dəyərləri D.I.Mendeleyev cədvəlinin müvafiq xanalarında göstərilmişdir.

düyü. 29.
Hər bir elementin öz nisbi atom kütləsi dəyəri var

Eynilə, maddənin nisbi molekulyar çəkisi M r ilə işarələnir, məsələn, M r (H 2 0) = 18.

A r elementinin nisbi atom kütləsi və M r maddənin nisbi molekulyar kütləsi ölçü vahidləri olmayan kəmiyyətlərdir.

Maddənin nisbi molekulyar kütləsini tapmaq üçün onun molekulunun kütləsini hidrogen atomunun kütləsinə bölmək lazım deyil. Sadəcə atomların sayını nəzərə alaraq maddəni meydana gətirən elementlərin nisbi atom kütlələrini toplamaq lazımdır, məsələn:

Kimyəvi formul maddə haqqında vacib məlumatları ehtiva edir. Məsələn, C0 2 düsturu aşağıdakı məlumatları göstərir:

Karbon dioksid CO 2-də karbon və oksigen elementlərinin kütlə paylarını hesablayaq.

Açar sözlər və ifadələr

Kimyəvi formula.
İndekslər və əmsallar.
Nisbi atom kütləsi (A r).
Nisbi molekulyar çəki (Cənab).
Maddədə elementin kütlə payı.

Kompyuterlə işləmək

Elektron müraciətə baxın. Dərs materialını öyrənin və verilən tapşırıqları yerinə yetirin.
İnternetdə paraqrafdakı açar söz və ifadələrin məzmununu aşkar edən əlavə mənbələr kimi xidmət edə biləcək e-poçt ünvanlarını tapın. Yeni dərs hazırlamaqda müəllimə öz köməyinizi təklif edin - növbəti abzasın açar söz və ifadələri haqqında hesabat hazırlayın.

Suallar və tapşırıqlar

Girişlər nə deməkdir: 3H; 2H 2 O; 5O2?
Saxaroza molekulunun on iki karbon atomu, iyirmi iki hidrogen atomu və on bir oksigen atomu olduğunu bilirsinizsə, onun düsturunu yazın.
Şəkil 2-dən istifadə edərək, maddələrin düsturlarını yazın və onların nisbi molekulyar çəkilərini hesablayın.
Aşağıdakı qeydlərin hər birinə oksigen kimyəvi elementinin hansı mövcudluq forması uyğun gəlir: 3O; 5O2; 4CO2?
Niyə elementin nisbi atom kütləsi və maddənin nisbi molekulyar kütləsinin ölçü vahidləri yoxdur?
Düsturları SO 2 və SO 3 olan maddələrdən hansının kükürdün kütlə payı daha böyükdür? Cavabınızı hesablamalarla təsdiqləyin.
HNO 3 azot turşusunda elementlərin kütlə paylarını hesablayın.
Karbon dioksidi C0 2-nin təsvirindən istifadə edərək, qlükoza C 6 H 12 0 6-nın tam təsvirini verin.

Bir atomun kütləsini ölçmək üçün atom kütlə vahidlərində (amu) ifadə olunan nisbi atom kütləsi istifadə olunur. Nisbi molekulyar çəki maddələrin nisbi atom kütlələrindən ibarətdir.

Konsepsiyalar

Kimyada nisbi atom kütləsinin nə olduğunu başa düşmək üçün bir atomun mütləq kütləsinin qramla ifadə edilə bilməyəcək qədər kiçik olduğunu, kiloqramla ifadə oluna bilməyəcəyini başa düşməlisiniz. Buna görə də müasir kimyada karbonun kütləsinin 1/12 hissəsi atom kütlə vahidi (amu) kimi qəbul edilir. Nisbi atom kütləsi mütləq kütlənin karbonun mütləq kütləsinin 1/12 nisbətinə bərabərdir. Başqa sözlə, nisbi kütlə müəyyən bir maddənin atomunun kütləsinin karbon atomunun kütləsinin 1/12-dən neçə dəfə çox olduğunu əks etdirir. Məsələn, azotun nisbi kütləsi 14-dür, yəni. Azot atomu 14 a ehtiva edir. e.m və ya bir karbon atomunun 1/12-dən 14 dəfə çox.

düyü. 1. Atomlar və molekullar.

Bütün elementlər arasında hidrogen ən yüngüldür, kütləsi 1 vahiddir. Ən ağır atomların kütləsi 300 a-dır. yemək.

Molekulyar kütlə, bir molekulun kütləsinin karbon kütləsinin 1/12-dən neçə dəfə çox olduğunu göstərən dəyərdir. Həmçinin a ifadə edilir. e.m. Bir molekulun kütləsi atomların kütləsindən ibarətdir, buna görə də nisbi molekulyar kütləni hesablamaq üçün maddənin atomlarının kütlələrini toplamaq lazımdır. Məsələn, suyun nisbi molekulyar çəkisi 18-dir. Bu dəyər iki hidrogen atomunun (2) və bir oksigen atomunun (16) nisbi atom kütlələrinin cəmidir.

düyü. 2. Dövri sistemdə karbon.

Gördüyünüz kimi, bu iki anlayışın bir neçə ümumi xüsusiyyətləri var:

maddənin nisbi atom və molekulyar kütlələri ölçüsüz kəmiyyətlərdir;
nisbi atom kütləsi Ar, molekulyar kütlə - Cənab;
Hər iki halda ölçü vahidi eynidir - a. yemək.

Molar və molekulyar kütlələr ədədi olaraq eynidir, lakin ölçülərinə görə fərqlənirlər. Molar kütlə bir maddənin kütləsinin mol sayına nisbətidir. Avogadro sayına bərabər olan bir molun kütləsini əks etdirir, yəni. 6.02 ⋅ 10 23. Məsələn, 1 mol suyun çəkisi 18 q/mol, M r (H 2 O) = 18 a. e.m (bir atom kütlə vahidindən 18 dəfə ağır).

Necə hesablamaq olar

Nisbi atom kütləsini riyazi şəkildə ifadə etmək üçün müəyyən etmək lazımdır ki, karbonun 1/2 hissəsi və ya bir atom kütlə vahidi 1,66⋅10 −24 q-a bərabərdir.Ona görə də nisbi atom kütləsinin düsturu aşağıdakı kimidir:

A r (X) = m a (X) / 1.66⋅10 −24,

burada m a maddənin mütləq atom kütləsidir.

Kimyəvi elementlərin nisbi atom kütləsi Mendeleyevin dövri cədvəlində göstərilmişdir, ona görə də məsələlərin həlli zamanı onu müstəqil hesablamağa ehtiyac yoxdur. Nisbi atom kütlələri adətən tam ədədlərə yuvarlaqlaşdırılır. İstisna xlordur. Onun atomlarının kütləsi 35,5-dir.

Qeyd etmək lazımdır ki, izotopları olan elementlərin nisbi atom kütləsi hesablanarkən onların orta qiyməti nəzərə alınır. Bu vəziyyətdə atom kütləsi aşağıdakı kimi hesablanır:

A r = ΣA r,i n i,

burada A r,i izotopların nisbi atom kütləsi, n i təbii qarışıqlardakı izotopların tərkibidir.

Məsələn, oksigenin üç izotopu var - 16 O, 17 O, 18 O. Onların nisbi kütləsi 15,995, 16,999, 17,999, təbii qarışıqlardakı miqdarı isə müvafiq olaraq 99,759%, 0,037%, 0,204% təşkil edir. Faizləri 100-ə bölmək və dəyərləri əvəz etməklə əldə edirik:

A r = 15,995 ∙ 0,99759 + 16,999 ∙ 0,00037 + 17,999 ∙ 0,00204 = 15,999 amu

Dövri cədvələ istinad edərək, bu dəyəri oksigen hüceyrəsində tapmaq asandır.

düyü. 3. Dövri cədvəl.

Nisbi molekulyar kütlə bir maddənin atomlarının kütlələrinin cəmidir:

Nisbi molekulyar çəki dəyərini təyin edərkən simvol indeksləri nəzərə alınır. Məsələn, H 2 CO 3 kütləsinin hesablanması aşağıdakı kimidir:

M r = 1 ∙ 2 + 12 + 16 ∙ 3 = 62 a. yemək.

Nisbi molekulyar çəkiyi bilməklə, bir qazın nisbi sıxlığını ikincidən hesablaya bilərsiniz, yəni. bir qaz halında olan maddənin ikincidən neçə dəfə ağır olduğunu müəyyən edin. Bunun üçün D (y) x = M r (x) / M r (y) tənliyindən istifadə edin.

Biz nə öyrəndik?

8-ci sinif dərsindən biz nisbi atom və molekulyar kütlə haqqında öyrəndik. Nisbi atom kütləsinin vahidi 1,66⋅10 −24 q-a bərabər olan karbonun kütləsinin 1/12 hissəsi qəbul edilir.Kütləni hesablamaq üçün maddənin mütləq atom kütləsini atom kütlə vahidinə bölmək lazımdır. (amu). Nisbi atom kütləsinin dəyəri elementin hər bir hüceyrəsində Mendeleyevin dövri cədvəlində göstərilmişdir. Maddənin molekulyar kütləsi elementlərin nisbi atom kütlələrinin cəmidir.

Mövzu üzrə test

Hesabatın qiymətləndirilməsi

Orta reytinq: 4.6. Alınan ümumi reytinqlər: 177.

Atomların ən mühüm xüsusiyyətlərindən biri onun olmasıdır çəki.

Mütləq kütlə kiloqramla (qramla) ifadə olunan atomun kütləsidir.

Mütləq atom kütləsi ( m a həcmi) dəyəri olduqca kiçikdir. Beləliklə, hidrogenin (protium) yüngül izotopunun bir atomunun kütləsi 1,66 × 10-27 kq-dır.

m(N) = 1,66 10 –27 kq, m(H) = 1,66 10 –24 q,

oksigen izotoplarından birinin atomunun kütləsi 2,67 10-26 kq,

m(O) = 2,67 10 – 26 kq, m(HAQQINDA) = 2,67 10 – 23 q,

12 C karbon izotopunun atomunun kütləsi 1,99 10-26 kq,

m(C) = 1,99 10 –26 kq, m(C) = 1,99 10 –23 q.

Praktik hesablamalarda belə kəmiyyətlərdən istifadə etmək son dərəcə əlverişsizdir. Buna görə də onlar adətən atomların mütləq kütlələrindən deyil, qiymətlərdən istifadə edirlər nisbi atom kütlələri.

Nisbi atom kütləsi qeyd olunur Ar, indeks r – ingilis sözünün başlanğıc hərfi qohum, nisbi deməkdir.

Atomların və molekulların kütlələrini ölçmək üçün istifadə olunan vahiddir atom kütlə vahidi (a.m.u.).

Atom kütlə vahidi (amu) 12 C karbon izotopunun bir atomunun kütləsinin 1/12 hissəsidir, yəni.

a.e.m. = = · 1,99 · 10 –26 kq = · 1,99 · 10 –23 q.

Nisbi atom kütləsi, müəyyən bir elementin atomunun kütləsinin 12 C karbon izotopunun bir atomunun kütləsinin 1/12-dən, yəni atom kütlə vahidindən neçə dəfə çox olduğunu göstərir.

Nisbi atom kütləsi ölçüsüz kəmiyyətdir, lakin onun dəyərini atom kütlə vahidlərində (amu) təyin etmək mümkündür. Misal üçün:

Beləliklə, hidrogen elementinin nisbi atom kütləsi dəyəri 1,001-dir və ya dəyirmi ədədlərlə,

Аr(Н) ≈ 1 amu, oksigen isə – Аr(O) = 15,999 ≈ 16 amu.

Elementlərin nisbi atom kütlələrinin dəyərləri D.I. dövri sistemində verilmişdir. Mendeleyev. Bu dəyərlər təbiətdə mövcud olan bu elementin izotoplarını və onların miqdarını nəzərə alaraq hər hansı bir elementin atomunun kütləsinin orta qiymətini əks etdirir. Adi hesablamalar üçün elementlərin nisbi atom kütlələrinin yuvarlaqlaşdırılmış qiymətlərindən istifadə edilməlidir. (əlavənin 4-cü cədvəlinə baxın).

Mütləq atom kütləsi və nisbi atom kütləsi anlayışlarına bənzər şəkildə biz anlayışları formalaşdıra bilərik mütləq molekulyar kütlə və nisbi molekulyar kütlə.

Mütləq molekulyar kütlə(m) mol. – kiloqramla (qramla) ifadə edilən kimyəvi molekulun kütləsi.

Nisbi molekulyar çəki(Mr) (və ya sadəcə molekulyar çəki) - atom kütlə vahidləri ilə ifadə olunan molekulun kütləsi.

Bir birləşmənin kimyəvi formulunu bilməklə, onun molekulyar kütləsinin dəyərini asanlıqla müəyyən edə bilərsiniz, bu, maddənin molekulunu təşkil edən bütün elementlərin atom kütlələrinin cəmi kimi müəyyən edilir.

Məsələn, Mr(H 2 SO 4) sulfat turşusunun nisbi molekulyar kütləsi hidrogen elementinin iki nisbi atom kütləsinin, kükürd elementinin bir nisbi atom kütləsinin və oksigen elementinin dörd nisbi atom kütləsinin cəmi olacaqdır:

Mr(H 2 SO 4) = 2Аr (H) + Ар (S) + 4Аr(O) = 2 1 + 32 + 4 16 = 98.

Beləliklə, sulfat turşusunun molekulyar çəkisi 98 və ya 98 amu təşkil edir.

Molekulyar çəki (nisbi molekulyar çəki) müəyyən bir maddənin molekulunun kütləsinin 12 C karbon atomunun kütləsinin 1/12-dən neçə dəfə çox olduğunu göstərir.

Yuxarıdakı misalda sulfat turşusunun molekulyar çəkisi 98 amu-dur, yəni sulfat turşusu molekulunun kütləsi 12 C karbon atomunun kütləsinin 1/12 hissəsindən 98 dəfə böyükdür. .

Atom və molekulyar kütlələr

ƏSAS KİMYYA ANLAYIŞLARI VƏ QANUNLAR. MADDƏNİN DÖVLƏTİ

Kimya maddələr və onların çevrilmələri haqqında elmdir

Maddə– istirahət kütləsi olan diskret hissəciklərdən (atomlar, molekullar, ionlar) ibarət maddə növü. Maddənin mövcudluğu üsulu - hərəkat .

Təbiətin əsas qanunu budur maddənin və hərəkətin sarsılmazlığı qanunu nəticəsi var kütlənin saxlanması qanunu , M.V tərəfindən aşkar edilmişdir. Lomonosov 1748-ci ildə və 1760-cı ildə nəşr edilmişdir: reaksiyaya girən maddələrin kütləsi reaksiya nəticəsində əmələ gələn maddələrin kütləsinə bərabərdir.

Atom-molekulyar elm

M.V. Lomonosov həm də 1741-ci ildə tərtib etdiyi atom-molekulyar nəzəriyyənin yaradıcısıdır.

Atom-molekulyar tədrisin əsas müddəaları:

1) Bütün maddələr aralarında boşluq olan molekullardan ibarətdir. Molekul - kimyəvi xassələrə malik olan maddənin ən kiçik hissəciyi.

2) Molekullar bir-biri ilə müəyyən nisbətdə birləşən atomlardan ibarətdir.

Atom– sadə və mürəkkəb maddələrin tərkibində olan, kimyəvi cəhətdən bölünməyən kimyəvi elementin ən kiçik hissəciyi.

3) Molekullar və atomlar fasiləsiz hərəkətdədirlər.

4) Atomlar müəyyən kütlə və ölçü ilə xarakterizə olunur.

5) Müxtəlif elementlər müxtəlif atomlara uyğun gəlir ( element – atomların növü).

6) Sadə maddələrin molekulları eyni atomlardan, mürəkkəb maddələrin molekulları isə müxtəlif atomlardan ibarətdir.

Kompozisiyanın sabitliyi qanunu

Kütlənin saxlanması qanununun kəşfi kimyanın kəmiyyət tədqiqat metodlarına keçidini qeyd etdi. 1799-1807-ci illərdə bir çox maddələrin tərkibi öyrənilmiş və tərkibin sabitliyi qanunu yaradılmışdır. J. Prust : hər bir təmiz maddə, hazırlanma üsullarından və təbiətdə yerləşməsindən asılı olmayaraq, daimi keyfiyyət və kəmiyyət tərkibinə malikdir.

Baş Katlar Qanunu

Tərkibinin sabitliyi qanunundan belə nəticə çıxır ki, mürəkkəb maddə əmələ gələndə elementlər müəyyən çəki nisbətlərində bir-biri ilə birləşirlər. Bir çox element bir neçə fərqli çəki nisbətində bir-biri ilə birləşə və beləliklə müxtəlif maddələr (CO, CO 2) əmələ gətirə bilər. CO və CO 2, N 2 O, NO və NO 2 molekullarında tərkib tədricən deyil, kəskin şəkildə dəyişir, bu da maddənin diskret quruluşunu göstərir. Təcrübə ilə təsdiqlənən bu qanun ilk sübut idi atomların varlığının reallığı.

Atom və molekulyar kütlələr

Atomların və molekulların mütləq kütlələri 10 – 24 – 10 – 21 q təşkil edir ki, bu da müqayisə üçün əlverişsizdir, ona görə də kimyaçılar atom kütlələrinin nisbi dəyərlərindən istifadə edirlər. Nisbi atom kütləsi anlayışı 1803-cü ildə C. Dalton tərəfindən təqdim edilmişdir. O, kütlə vahidi kimi ən yüngül atom olan hidrogenin kütləsini götürmüşdür. Hal-hazırda, 1,66043 × 10 -24 q-a bərabər olan 12 C izotopunun bir karbon atomunun kütləsinin 1/12 kütləsi standart olaraq qəbul edilir.

Nisbi atom (A r) çəki müəyyən bir atomun 12 C karbon izotopunun bir atomunun kütləsinin 1/12-dən neçə dəfə ağır olduğunu göstərir.

Dəyərdən istifadə xüsusi istilik tutumu eksperimental olaraq asanlıqla müəyyən edilir ( 1 q maddənin qəbul etdiyi və ya verdiyi istilik miqdarının temperaturun müvafiq dəyişməsinə nisbəti) atom kütləsinin təxmini qiymətini tapa bilərsiniz. İstisnalar yüngül elementlər, xüsusilə qeyri-metallar, daha aşağı istilik tutumuna malikdirlər (berilyum, bor, silikon, almaz).

Hal-hazırda elementlərin atom kütlələri kütlə spektroskopiyası ilə müəyyən edilir. Atomların kütlələri maqnit sahəsində hərəkət edən ionlarının trayektoriyasının sapması ilə müəyyən edilir, çünki sapmanın böyüklüyü ion kütləsinin yükünə nisbətindən asılıdır.

Nisbi molekulyar çəki (M r) verilmiş molekulun 12 C atomunun kütləsinin 1/12-dən neçə dəfə ağır olduğunu göstərir.

(1.4)

Harada m m molekulun kütləsidir.