Атомски и молекуларни маси. Атомска и молекуларна тежина (атомска и молекуларна маса)

Хемичарите ширум светот многу убаво и концизно го рефлектираат составот на едноставни и сложени материи во форма на хемиски формули. Хемиските формули се аналози на зборови кои се напишани со помош на букви - симболи на хемиски елементи.

Дозволете ни да го изразиме, користејќи хемиски симболи, составот на најчестата супстанција на Земјата - водата. Молекулата на вода содржи два атоми на водород и еден атом на кислород. Сега да ја преведеме оваа реченица во хемиска формула користејќи хемиски симболи (водород - H и кислород - O). Го запишуваме бројот на атоми во формулата користејќи индекси - броеви лоцирани во долниот десен дел на хемискиот симбол (индексот 1 не е напишан за кислород): H 2 0 (читај „пепел-два-о“).

Формулите на едноставни материи водород и кислород, чии молекули се состојат од два идентични атома, се напишани на следниов начин: H 2 (читај „пепел-два“) и 0 2 (читај „о-два“) (сл. 26).

Ориз. 26.
Модели на молекули и формули на кислород, водород и вода

За да се одрази бројот на молекули, се користат коефициенти кои се напишани пред хемиските формули: на пример, записот 2CO 2 (читај „два-це-о-два“) значи две молекули јаглерод диоксид, од кои секоја се состои од еден јаглерод атом и два атоми на кислород.

Коефициентите се пишуваат слично кога се означува бројот на слободни атоми на хемиски елемент. На пример, треба да го запишеме изразот: пет атоми на железо и седум атоми на кислород. Ова се прави на следниов начин: 5Fe и 7O.

Големините на молекулите, а уште повеќе на атомите се толку мали што не можат да се видат ниту во најдобрите оптички микроскопи, кои обезбедуваат зголемување од 5-6 илјади пати. Тие не можат да се видат ниту во електронски микроскопи, кои обезбедуваат зголемување од 40 илјади пати. Природно, занемарливата големина на молекулите и атомите одговара на нивните занемарливи маси. Научниците пресметале, на пример, дека масата на атом на водород е 0,000 000 000 000 000 000 000 001 674 g, што може да се претстави како 1,674 10 -24 g, масата на атом на кислород е 0,00000000 000 026 667 g, или 2,6667 10 -23 g, масата на јаглеродниот атом е 1,993 10 -23 g, а масата на молекулата на водата е 3,002 10 -23 g.

Ајде да пресметаме колку пати масата на атом на кислород е поголема од масата на атом на водород, најлесниот елемент:

Слично на тоа, масата на јаглеродниот атом е 12 пати поголема од масата на атом на водород:

Ориз. 27. Масата на јаглеродниот атом е еднаква на масата на 12 атоми на водород

Масата на молекулата на водата е 18 пати поголема од масата на атом на водород (сл. 28). Овие вредности покажуваат колку пати масата на атом на даден хемиски елемент е поголема од масата на атом на водород, односно тие се релативни.

Ориз. 27. Масата на атом на вода е еднаква на масата на 18 атоми на водород

Во моментов, физичарите и хемичарите се на мислење дека релативната атомска маса на елементот е вредност што покажува колку пати масата на неговиот атом е поголема од 1/12 од масата на јаглеродниот атом. Релативната атомска маса се означува со Ar, каде што r е почетната буква од англискиот збор relative, што значи „релативна“. На пример, A r (0) = 16, A r (C) = 12, A r (H) = 1.

Секој хемиски елемент има своја релативна вредност на атомската маса (сл. 29). Вредностите на релативните атомски маси на хемиски елементи се означени во соодветните ќелии од табелата на Д.И. Менделеев.

Ориз. 29.
Секој елемент има своја релативна вредност на атомската маса

Слично на тоа, релативната молекуларна тежина на супстанцијата се означува со M r, на пример M r (H 2 0) = 18.

Релативната атомска маса на елементот A r и релативната молекуларна маса на супстанцијата M r се величини кои немаат мерни единици.

За да се дознае релативната молекуларна маса на супстанцијата, не е неопходно да се подели масата на нејзината молекула со масата на атомот на водород. Треба само да ги соберете релативните атомски маси на елементите што ја формираат супстанцијата, земајќи го предвид бројот на атоми, на пример:

Хемиската формула содржи важни информации за супстанцијата. На пример, формулата C0 2 ги покажува следните информации:

Да ги пресметаме масените фракции на елементите јаглерод и кислород во јаглерод диоксид CO 2 .

Клучни зборови и фрази

Хемиска формула.
Индекси и коефициенти.
Релативна атомска маса (A r).
Релативна молекуларна тежина (Mr).
Масен дел од елемент во супстанција.

Работа со компјутер

Погледнете ја електронската апликација. Проучете го материјалот за лекцијата и завршете ги зададените задачи.
Најдете адреси на е-пошта на Интернет кои можат да послужат како дополнителни извори кои ја откриваат содржината на клучните зборови и фрази во параграфот. Понудете му ја вашата помош на наставникот во подготовката на нова лекција - направете извештај за клучните зборови и фрази од следниот пасус.

Прашања и задачи

Што значат записите: 3H; 2H2O; 5O2?
Запишете ја формулата на сахарозата ако знаете дека нејзината молекула содржи дванаесет атоми на јаглерод, дваесет и два атоми на водород и единаесет атоми на кислород.
Со помош на слика 2, запишете ги формулите на супстанциите и пресметајте ги нивните релативни молекуларни тежини.
Која форма на постоење на хемискиот елемент кислород одговара на секој од следните записи: 3O; 5O2; 4CO2?
Зошто релативната атомска маса на елементот и релативната молекуларна маса на супстанцијата немаат мерни единици?
Која од супстанциите чии формули се SO 2 и SO 3 има поголем масен удел на сулфур? Потврдете го вашиот одговор со пресметки.
Пресметајте ги масените фракции на елементите во азотна киселина HNO 3.
Наведете целосен опис на гликозата C 6 H 12 0 6, користејќи го примерот за опишување на јаглерод диоксид C0 2.

За мерење на масата на атомот се користи релативна атомска маса, која се изразува во единици за атомска маса (аму). Релативната молекуларна тежина се состои од релативни атомски маси на супстанции.

Концепти

За да разберете која е релативната атомска маса во хемијата, треба да разберете дека апсолутната маса на атомот е премногу мала за да се изрази во грами, а уште помалку во килограми. Затоа, во современата хемија, 1/12 од масата на јаглеродот се зема како единица за атомска маса (аму). Релативната атомска маса е еднаква на односот на апсолутната маса до 1/12 од апсолутната маса на јаглеродот. Со други зборови, релативната маса одразува колку пати масата на атом на одредена супстанција надминува 1/12 од масата на јаглеродниот атом. На пример, релативната маса на азот е 14, т.е. Атомот на азот содржи 14 а. или 14 пати повеќе од 1/12 од јаглеродниот атом.

Ориз. 1. Атоми и молекули.

Меѓу сите елементи, водородот е најлесниот, неговата маса е 1 единица. Најтешките атоми имаат маса од 300 а. јадете.

Молекуларната маса е вредност која покажува колку пати масата на молекулата надминува 1/12 од масата на јаглеродот. Исто така изразено во а. e.m. Масата на молекулата е составена од масата на атомите, затоа, за да се пресмета релативната молекуларна маса, потребно е да се соберат масите на атомите на супстанцијата. На пример, релативната молекуларна тежина на водата е 18. Оваа вредност е збир на релативните атомски маси на два атоми на водород (2) и еден атом на кислород (16).

Ориз. 2. Јаглерод во периодниот систем.

Како што можете да видите, овие два концепта имаат неколку заеднички карактеристики:

релативните атомски и молекуларни маси на супстанцијата се бездимензионални количини;
релативната атомска маса е означена Ar, молекуларна маса - Mr;
Мерната единица е иста во двата случаи - а. јадете.

Моларните и молекуларните маси се исти нумерички, но се разликуваат по димензија. Моларна маса е односот на масата на супстанцијата со бројот на молови. Ја одразува масата на еден крт, што е еднакво на бројот на Авогадро, т.е. 6,02 ⋅ 10 23 . На пример, 1 мол вода тежи 18 g/mol, а M r (H 2 O) = 18 a. e.m. (18 пати потешка од една единица атомска маса).

Како да се пресмета

За математички изразување на релативната атомска маса, треба да се утврди дека 1/2 дел од јаглеродот или една единица атомска маса е еднаква на 1,66⋅10 −24 g. Затоа, формулата за релативна атомска маса е следна:

A r (X) = m a (X) / 1,66⋅10 −24,

каде m a е апсолутната атомска маса на супстанцијата.

Релативната атомска маса на хемиски елементи е означена во периодниот систем на Менделеев, така што не треба да се пресметува независно при решавање на проблеми. Релативните атомски маси обично се заокружуваат на цели броеви. Исклучок е хлорот. Масата на неговите атоми е 35,5.

Треба да се напомене дека при пресметување на релативната атомска маса на елементите кои имаат изотопи, се зема предвид нивната просечна вредност. Атомската маса во овој случај се пресметува на следниов начин:

A r = ΣA r,i n i,

каде A r,i е релативната атомска маса на изотопи, n i е содржината на изотопите во природните мешавини.

На пример, кислородот има три изотопи - 16 O, 17 O, 18 O. Нивната релативна маса е 15,995, 16,999, 17,999, а нивната содржина во природните мешавини е 99,759%, 0,037%, 0,204%, соодветно. Поделувајќи ги процентите со 100 и заменувајќи ги вредностите, добиваме:

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

Повикувајќи се на периодниот систем, лесно е да се најде оваа вредност во кислородната ќелија.

Ориз. 3. Периодичен систем.

Релативната молекуларна маса е збир од масите на атомите на супстанцијата:

При определување на вредноста на релативната молекуларна тежина, се земаат предвид индексите на симболите. На пример, пресметувањето на масата на H 2 CO 3 е како што следува:

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

Знаејќи ја релативната молекуларна тежина, можете да ја пресметате релативната густина на еден гас од вториот, т.е. определи колку пати една гасовита супстанција е потешка од втората. За да го направите ова, користете ја равенката D (y) x = M r (x) / M r (y).

Што научивме?

Од час за 8 одделение научивме за релативната атомска и молекуларна маса. Единицата за релативна атомска маса се зема за 1/12 од масата на јаглеродот, еднаква на 1,66⋅10 −24 g За да се пресмета масата, потребно е апсолутната атомска маса на супстанцијата да се подели со единицата за атомска маса (аму). Вредноста на релативната атомска маса е означена во периодниот систем на Менделеев во секоја ќелија на елементот. Молекуларната маса на супстанцијата е збир од релативните атомски маси на елементите.

Тест на темата

Евалуација на извештајот

Просечна оцена: 4.6. Вкупно добиени оценки: 177.

Една од најважните карактеристики на атомите е нејзината Тежина.

Апсолутна маса е масата на атомот, изразена во килограми (грами).

Апсолутна атомска маса ( ма волумен) вредноста е исклучително мала. Така, атом од светлосниот изотоп на водород (протиум) има маса од 1,66 × 10-27 kg.

м(N) = 1,66 10 -27 kg, м(H) = 1,66 10 -24 g,

атом на еден од изотопите на кислород има маса од 2,67 10-26 kg,

м(О) = 2,67 10 -26 кг, м(За) = 2,67 10-23 g,

атом од јаглеродниот изотоп 12 C има маса од 1,99 10-26 kg,

м(C) = 1,99 10 -26 kg, м(C) = 1,99 10 -23 g.

Во практични пресметки е крајно незгодно да се користат такви количини. Затоа, тие обично не ги користат апсолутните маси на атомите, туку вредностите релативни атомски маси.

Се означува релативна атомска маса Ар, индекс r – почетната буква од англискиот збор роднина, што значи релативно.

Единицата што се користи за мерење на масите на атомите и молекулите е единица за атомска маса (a.m.u.).

Единица за атомска маса (аму) е 1/12 од масата на атомот на јаглеродниот изотоп 12 C, т.е.

а.е.м. = = · 1,99 · 10 –26 kg = · 1,99 · 10 -23 g.

Релативната атомска маса покажува колку пати масата на атом на даден елемент е поголема од 1/12 од масата на атомот на јаглеродниот изотоп 12 C, т.е. единица за атомска маса.

Релативната атомска маса е бездимензионална големина, но можно е да се означи нејзината вредност во единици за атомска маса (аму). На пример:

Така, релативната вредност на атомската маса на елементот водород е 1,001 или, во круг броеви,

Аr(Н) ≈ 1 amu, и кислород – Аr(O) = 15,999 ≈ 16 amu.

Вредностите на релативните атомски маси на елементите се дадени во периодичниот систем на D.I. Менделеев. Овие вредности ја претставуваат просечната вредност на масата на атомот на кој било елемент, земајќи ги предвид изотопите на овој елемент што постојат во природата и нивната количина. За обични пресметки, треба да се користат заоблени вредности на релативните атомски маси на елементите. (види табела 4 од додатокот).

Слично на концептите за апсолутна атомска маса и релативна атомска маса, можеме да ги формулираме концептите апсолутна молекуларна маса и релативна молекуларна маса.

Апсолутна молекуларна маса(m) mol. - масата на хемиската молекула, изразена во килограми (грами).

Релативна молекуларна тежина(Мр) (или само молекуларна тежина) - масата на молекулата, изразена во единици на атомска маса.

Знаејќи ја хемиската формула на соединението, можете лесно да ја одредите вредноста на нејзината молекуларна маса, која се дефинира како збир на атомските маси на сите елементи што ја сочинуваат молекулата на супстанцијата.

На пример, релативната молекуларна маса на сулфурна киселина Mr(H 2 SO 4) ќе биде збир од две релативни атомски маси на елементот водород, една релативна атомска маса на елементот сулфур и четири релативни атомски маси на елементот кислород:

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

Така, молекуларната тежина на сулфурна киселина е 98 или 98 аму.

Молекуларната тежина (релативна молекуларна тежина) покажува колку пати масата на молекулата на дадена супстанција е поголема од 1/12 од масата на атом на јаглерод од 12 C.

Во горниот пример, молекуларната тежина на сулфурна киселина е 98 amu, односно молекулата на сулфурна киселина има маса 98 пати поголема од 1/12 од масата на јаглеродниот атом со 12 C .

Атомски и молекуларни маси

ОСНОВНИ ХЕМИСКИ КОНЦЕПТИ И ЗАКОНИ. СОСТОЈБИ НА МАТЕРИЈАТА

Хемијата е наука за супстанциите и нивните трансформации

Супстанција– вид на материја која се состои од дискретни честички со маса на мирување (атоми, молекули, јони). Начинот на постоење на материјата - движење .

Основниот закон на природата е закон за неуништливост на материјата и движењето ја има последицата закон за зачувување на масата , откриена од М.В. Ломоносов во 1748 година и објавен во 1760 година: масата на супстанциите што реагирале е еднаква на масата на супстанциите формирани како резултат на реакцијата.

Атомско-молекуларна наука

М.В. Ломоносов е и творец на атомско-молекуларната теорија, која ја формулирал во 1741 година.

Основни одредби на атомско-молекуларната настава:

1) Сите супстанции се состојат од молекули со празни места меѓу нив. Молекула - најмалата честичка на супстанција која има свои хемиски својства.

2) Молекулите се состојат од атоми кои се комбинираат едни со други во одредени пропорции.

Атом– најмалата честичка на хемиски елемент во составот на едноставни и сложени материи, хемиски неделиви.

3) Молекулите и атомите се во непрекинато движење.

4) Атомите се карактеризираат со одредена маса и големина.

5) Различни елементи одговараат на различни атоми ( елемент – тип на атоми).

6) Молекулите на едноставни материи се состојат од идентични атоми, а молекулите на сложените супстанции се состојат од различни.

Закон за постојаност на составот

Откривањето на законот за зачувување на масата го означи преминот на хемијата кон квантитативни методи на истражување. Составот на многу супстанции беше проучен и беше воспоставен законот за постојаност на составот во 1799-1807 година. Ј. Пруст : секоја чиста супстанција, без оглед на методите на нејзината подготовка и локацијата во природата, има постојан квалитативен и квантитативен состав.

Закон за прости множители

Од законот за постојаност на составот следи дека кога се формира сложена супстанција, елементите се комбинираат едни со други во одредени тежински соодноси. Многу елементи можат да се комбинираат едни со други во неколку различни тежински соодноси и на тој начин да формираат различни супстанции (CO, CO 2). Во молекулите CO и CO 2, N 2 O, NO и NO 2, составот се менува нагло, а не постепено, што укажува на дискретна структура на супстанцијата. Овој закон, потврден со искуство, беше првиот доказ реалноста на постоењето на атоми.

Атомски и молекуларни маси

Атомите и молекулите имаат апсолутни маси од редот на 10 – 24 – 10 – 21 g, што е незгодно за споредба, така што хемичарите користат релативни вредности на атомските маси. Концептот за релативна атомска маса бил воведен од Џ. Далтон во 1803 година. Тој ја земал масата на најлесниот атом, водородот, како единица за маса. Во моментов, масата од 1/12 од масата на јаглеродниот атом на изотопот 12 C, еднаква на 1,66043 × 10 -24 g, е прифатена како стандард.

Релативна атомска (Ар) Тежинапокажува колку пати даден атом е потежок од 1/12 од масата на атомот на јаглеродниот изотоп 12 C.

Користење на вредноста специфичен топлински капацитет, што лесно се одредува експериментално ( односот на количината на топлина што ја прима или испушта 1 g супстанција до соодветната промена на температурата) можете да најдете приближна вредност на атомската маса. Исклучок се лесните елементи, особено неметалите, кои имаат многу помал топлински капацитет (берилиум, бор, силициум, дијамант).

Во моментов, атомските маси на елементите се одредуваат со масена спектроскопија. Масите на атомите се одредуваат со отстапувањето на траекторијата на нивните јони кои се движат во магнетно поле, бидејќи големината на отстапувањето зависи од односот на масата на јонот до неговото полнење.

Релативна молекуларна тежина (М r) покажува колку пати дадена молекула е потешка од 1/12 од масата на атом од 12 C.

(1.4)

Каде м m е масата на молекулата.