Маса на атоми и молекули. Атомно-молекулярна наука
Абсолютната маса на една молекула е равна на относителната молекулна маса, умножена по amu. Броят на атомите и молекулите в обикновените проби от вещества е много голям, следователно, когато се характеризира количеството на веществото, се използва специална единица за измерване - молът.
Количество вещество, мол. Означава определен брой структурни елементи (молекули, атоми, йони). Означава се с n и се измерва в молове. Един мол е количеството вещество, съдържащо толкова частици, колкото има атоми в 12 g въглерод.
Номер на Avogadro di Quaregna (NA). Броят на частиците в 1 мол от всяко вещество е еднакъв и е равен на 6,02 1023. (Константата на Авогадро има размерност mol-1).
Колко молекули има в 6,4 g сяра?
Молекулното тегло на сярата е 32 g/mol. Определяме количеството g/mol вещество в 6,4 g сяра:
n(s) = m(s) / M(s) = 6,4 g / 32 g/mol = 0,2 mol
Да определим броя структурни звена(молекули), използвайки константата на Авогадро NA N(s) = n(s) NA = 0,2 6,02 1023 = 1,2 1023
Моларната маса показва масата на 1 мол вещество (означено с М).
Моларната маса на веществото е равна на отношението на масата на веществото към съответното количество от веществото.
Моларната маса на веществото е числено равна на относителната му молекулна маса, но първото количество има размерността g/mol, а второто е безразмерно.
M = NA m(1 молекула) = NA Mr 1 amu = (NA 1 amu) Mr = Mr
Това означава, че ако масата на определена молекула е например 80 amu. (SO3), тогава масата на един мол молекули е равна на 80 г. Константата на Авогадро е коефициент на пропорционалност, който осигурява прехода от молекулни отношения към моларни. Всички твърдения относно молекулите остават валидни за молове (със заместване, ако е необходимо, на amu с g). Например уравнението на реакцията: 2Na + Cl2 --> 2NaCl означава, че два натриеви атома реагират с една хлорна молекула или , което е същото нещо, два мола натрий реагират с един мол хлор.
Закон за запазване на масата на веществата.
(М. В. Ломоносов, 1748; А. Лавоазие, 1789)
Масата на всички вещества, участващи в химична реакция, е равна на масата на всички продукти на реакцията.
Атомно-молекулярната теория обяснява този закон по следния начин: в резултат химична реакцияатомите не изчезват и не се появяват, но се извършва тяхното пренареждане (т.е. химична трансформация е процесът на разкъсване на едни връзки между атомите и образуването на други, в резултат на което от молекулите на изходните вещества се получават молекули на реакционни продукти). Тъй като броят на атомите преди и след реакцията остава непроменен, тогава техният общо теглосъщо не трябва да се променя. Масата се разбира като количество, характеризиращо количеството материя.
В началото на 20 век формулировката на закона за запазване на масата е преразгледана във връзка с появата на теорията на относителността (А. Айнщайн, 1905 г.), според която масата на тялото зависи от неговата скорост и следователно характеризира не само количеството материя, но и нейното движение. Енергията DE, получена от едно тяло, е свързана с нарастването на неговата маса Dm чрез връзката DE = Dm c2, където c е скоростта на светлината. Това съотношение не се използва при химични реакции, т.к 1 kJ енергия съответства на промяна в масата от ~10-11 g и Dm практически не може да бъде измерена. При ядрени реакции, където DE е ~106 пъти по-голямо, отколкото при химични реакции, Dm трябва да се вземе предвид.
Въз основа на закона за запазване на масата е възможно да се съставят уравнения на химичните реакции и да се правят изчисления с тях. Той е в основата на количествения химичен анализ.
Писане на химични уравнения.
Включва три етапа:
1. Запишете формулите на веществата, които са влезли в реакцията (вляво) и продуктите на реакцията (вдясно), като ги свържете по смисъл със знаците "+" и "-->":
HgO --> Hg + O2
2. Избор на коефициенти за всяко вещество, така че броят на атомите на всеки елемент от лявата и дясната страна на уравнението да е еднакъв:
2HgO --> 2Hg + O2
3. Проверка на броя на атомите на всеки елемент в ляво и десни частиуравнения
Изчисления според химични уравнения.
Изчисленията с помощта на химични уравнения (стехиометрични изчисления) се основават на закона за запазване на масата на веществата. В реални химични процеси, поради незавършени реакции и загуби, масата на продуктите обикновено е по-малка от теоретично изчислената. Реакционният добив (h) е съотношението на действителната маса на продукта (mp) към теоретично възможната маса (mt), изразено в части от единица или като процент.
h= (mp / mt) 100%
Ако добивът на реакционните продукти не е посочен в условията на проблема, той се приема за 100% при изчисленията (количествен добив).
Друго по темата
Основните направления (тенденции) на съвременната радиотехника; навлизането на радиотехническите идеи в медицината.
Неотдавна се навършиха 100 години от първото използване на електромагнитни вълни в света за практически цели. На 6 февруари 1900 г. руският физик и изобретател на радиото Александър Попов, научавайки за нещастието - 27 рибари са били отнесени в Балтийско море върху счупен леден блок - изпраща радио съобщение до острова на 50 километра...
Форма и въртене на астероидите
Астероидите са толкова малки, че силата на гравитацията върху тях е незначителна. Тя не е в състояние да им придаде формата на топка, каквато придава на планетите и техните големи спътници, смачквайки и уплътнявайки материята им. Феноменът на течливостта играе основна роля тук. Високи планинина Земята те се „разпълзяват” в основата, тъй като здравината на скалите се оказва...
^ Абсолютно молекулно тегло – молекулна маса , изразено в единици за маса: g, kg . Означава се с m M (X), където X е формулата на веществото. Например, масата на една кислородна молекула е
M M (O 2) = 53,2 · 10 -24 g = 53,2 · 10 -27 kg.
^О
Относителното молекулно тегло е съотношение на молекулната маса
вещества за атомна маса
изотоп въглерод
с масово число 12(
). Означава се Mr(X), където X е формулата на веществото.
.
Относителното молекулно тегло показва колко пъти е по-голяма масата на една молекула маса на въглероден атом. Например, масата на водна молекула m M (H 2 O) = 28,95 10 -24 g.
Относителната молекулна маса на водната молекула H 2 O е равна на съотношението на масата на молекулата H 2 O към стойността на единицата за атомна маса:
,
Mr(H 2 O) = 18. Масата на водната молекула е 18 пъти по-голяма от маса на въглероден атом.
Молекулата е изградена от атоми.
Относително молекулно тегло равна на сумата от относителните атомни маси на елементите, изграждащи молекулата.
Например, относителната молекулна маса на водата е равна на сумата от относителните атомни маси на водорода и кислорода:
Ключови думи и термини
^ Забележка!
1) Какво равно на защо
Относително молекулно теглоравна на сумата от относителните атомни маси на елементите, изграждащи молекулата.
Контролни въпроси
Какво е абсолютното молекулно тегло?
Какво е относително молекулно тегло?
Какво показва относителното молекулно тегло?
Какво е относителното молекулно тегло?
Изчислете относителните молекулни маси на веществата:
D) Fe 2 (SO 4) 3;
D) Ca3(PO4)2;
I) Al(OH) 3.
§ 7. Мол. Моларна маса
Веществото се характеризира с маса (m), измерена в kg (g, mg), обем (V), измерена в m 3 (l, ml), и броя на частиците, които съдържа. Химиците използват физическа величина за изчисления - количеството на дадено вещество.
^ Количество вещество - Това брой структурни частици (молекули, атоми, йони и други) от това вещество .
Количеството вещество е посочено (Х) (υ – четем “nu”), или n(Х) (n – четем “en”), където Х е формулата на частицата.
Мерната единица за количеството вещество е молът.
^ Бенка –количеството вещество, което съдържа толкова много частици (атоми, молекули и други частици), Колко атома има въглеродът с тегло 12 g? .
Нека изчислим колко въглеродни атома се съдържат във въглерод с тегло 12 g. За да направите това, разделете масата от 12 g на масата на един въглероден атом, равна на 19,93 10 -24 g.
12 g/mol: 19,93 · 10 -24 g = 6,02 · 10 23 1/mol.
Номер 6.02 10 23 къртица -1 Наречен Константата на Авогадрои означен с N A . Константата на Авогадро N A показва броя на структурните частици в 1 мол вещество.
^ Къртицае количеството вещество, което съдържа 6,02 10 23 структурен частици (атоми, молекули, йони или други).
Фигура 4
1 мол вода H 2 O съдържа 6,02 · 10 23 водни молекули;
1 мол O 2 кислородни молекули съдържа 6,02 · 10 23 O 2 кислородни молекули;
1 мол SO 4 2- йони съдържа 6,02 · 10 23 SO 4 2- йони;
1 мол въглеродни атоми С съдържа 6,02 · 10 23 въглеродни атома;
1 мол CO 2 молекули съдържа 6,02 · 10 23 CO 2 молекули (фиг. 5)
O 2 CO 2
O 2 O 2 CO 2 CO 2
Фигура 5
Маса 1 mol, или 6.02 10 23 молекули, Наречен моларна маса на веществото , маса 6,02 10 23 атоми – моларна маса на елемента, маса 6,02 10 23 йони – моларна маса на йони .
Моларна маса - това е отношение маса на материята m(X) до неговата количеството υ(X).
Масата на вещество m се измерва в килограми (или грамове), количеството на вещество υ се измерва в молове. Моларната маса на вещество М се изразява в килограми на мол (kg/mol) или грамове на мол (g/mol).
Моларната маса на атомите е числено равна на относителната атомна маса на елемента, а моларната маса на молекулите е числено равна на относителната молекулна маса на веществото(Таблица 5).
Например:
масата на 1 мол въглеродни атоми е 12 g/mol;
моларната маса на NaOH е 40 g/mol;
масата на 1 мол железни атоми е 56 g/mol
Фигура 6
Таблица 5 - Числени стойности на моларните маси на някои вещества
^ Количество вещество (υ(X), n(X)) може да се изчисли, ако е известно тегло вещества и техните моларна маса .
Пример 1. Какво количество вещество се съдържа в 54 g вода?
М
Решение:
M(H 2 O) = 1 2 + 16 = 18 g/mol,
M(H) = 1 g/mol, M(O) = 16 g/mol,
.
(H2O) = 54 g
υ(H 2 O) =?
Отговор: Водата с тегло 54 g съдържа 3 мола вода.
масавещества се изчисляват, ако са известни количество и него моларна маса.
Пример 2. Определете масата на 5 mol KI
д
Решение:
1) M(K) = 39 g/mol, M(I) = 127 g/mol,
M(KI) = 39 + 127 = 166 g/mol;
2) m(KI) = υ(KI) M(KI) = 5 mol 166 g/mol = 830 g.
ано:
Отговор: Масата на 5 mol KI е 830 g.
^ Масаедин атомили един молекуливещества могат да бъдат изчислени чрез разделянето му моларна маса по числото на Авогадро.
Пример 3. Каква е масата на хлорна молекула Cl 2?
д
Решение:
2) m M (Cl 2) =
M(Cl) = 35.5 g/mol, M(Cl2) = 2 35.5 = 71 g/mol;
N A = 6,02 10 23 mol -1
m M (Cl2) =?
Отговор: Масата на една молекула хлор е 11,79 10 -23 g.
Брой (количество) на структурните частици N(X)от това вещество се изчислява по формулата
Пример 4. Колко молекули има в 0,3 мола азот?
д
Решение:
N A = 6,02 10 23 mol -1,
N(N 2) = υ(N 2) N A = 0,3 mol · 6,02 · 10 23 mol -1 = 1,8 · 10 23.
ано:
υ(N 2) = 0,3 mol
Отговор: 0,3 мола азот съдържа 1,8 x 10 23 молекули.
Пример 5. Колко азотни атома има в 0,3 мола азот?
д
Решение:
N(N) = υ(N) · N A .
1 мол молекули N2 съдържа 2 мола азотни атоми N, следователно
υ(N) = 2υ(N 2) = 2 · 0,3 mol = 0,6 mol.
N(N) = 0,6 mol · 6,02 · 10 23 mol -1 = 36,12 · 10 22.
ано:
υ(N 2) = 0,3 mol
Отговор: 0,3 мола азот съдържа 36,12 · 10 22 азотни атома.
Пример 6. Каква маса амоняк NH 3 съдържа толкова молекули, колкото има вода H 2 O с тегло 54 g?
д
Решение:
1) M(H2O) = 18 g/mol, M(NH3) = 17 g/mol;
2)
;
3) υ(NH3) = υ(H2O) = 3 mol;
4) m(NH3) = υ(NH3) M(NH3) = 3 mol 17 g/mol = 51 g.
ано:
m(H2O) = 54g
υ(NH3) = υ(H2O)
Отговор: Амонякът с тегло 51 g съдържа толкова молекули, колкото има във водата с тегло 54 g.
Ключови думи и термини
руснаци | Английски | Френски | арабски |
за измерване | за измерване | измервател | يقيس |
И той | йон | йон | أيون |
количество | количество | количество | كمية |
Къртица | къртица | къртица | مول |
постоянен | постоянен | постоянен | ثابت؛دائم؛مستمر |
разделям | да раздели | делител, разделител | يقسم |
химична формула | химична формула | формула chimique | قانون؛ |
номер | номер | име | رقم ؛عدد |
^ Забележка!
1) Какво съдържа Какво
Къртицасъдържа 6.02 10 23 частици.
2) колкото
Един мол съдържа толкова частици, колкото има атоми във въглерода с тегло 12 g.
3) Какво се изразява Какво
Моларна маса на веществотосе изразява в грамове на мол (g/mol).
Контролни въпроси
Какво е количеството вещество?
Какви единици се използват за изразяване на количеството на дадено вещество?
Какво е бенка?
Какво показва константата на Авогадро?
Какво е моларна маса? В какви единици се изразява моларната маса?
Как се изчислява: а) моларна маса; б) количество вещество;
Молекули?
Задачи за самостоятелна работа
1. Изчислете моларните маси на веществата: а) I 2, б) O 3, в) P 2 O 5, г) HCl,
E) Cl 2, f) H 3 PO 4, g) NH 4 NO 3, h) Mg(NO 3) 2.
2. Какво количество вещество се съдържа: а) в сярна киселина H 2 SO 4
Тегло 9,8 g; б) в КОН с тегло 11,2 g; в) в желязо с тегло 0,56 g?
3. Изчислете масата на: а) количеството молекулен водород H 2
Вещества 2 mol; б) атомно количество кислород на веществото
3 mol; в) вода с количество вещество 0,3 mol.
4. Изчислете масата на молекулите: a) O 3, b) O 2, c) H 2 SO 4.
5. Колко молекули се съдържат в: а) амоняк NH 3 с тегло 3,4 g; б) в
Водород Н 2 с тегло 4 g; в) в сярна киселина H 2 SO 4 с тегло 49 g?
6. Колко атома от всички елементи се съдържат: а) в амоняка NH 3
Тегло 3,4 g; б) във водород Н2 с тегло 4 g; в) в сярна киселина H 2 SO 4
С тегло 49 g?
7. Каква маса хлороводород HCl съдържа толкова молекули, колкото
Те във вода с тегло 49 g?
8. Каква маса водород H2 съдържа толкова атоми, колкото има в
Сяра S с тегло 6,4 g?
§ 8. Химични формули. Масова част на веществото.
Изчисления с помощта на химични формули
Съставът на дадено вещество се изразява с химични формули.
^ Химична формула - това е условно записване на състава на вещество с помощта на химически символи и (ако е необходимо) индекси.
Ние четем: "five-ash-two-o."
Представлява: пет молекули вода.
индекс
(показва броя на атомите на даден елемент в молекула)
коефициент (показва броя на молекулите)
Химична формулапоказва:
Висококачествен състав (от какви елементи се състои веществото);
Количествен състав (колко атома от всеки елемент са включени в молекулата);
Една молекула вещество .
Например формулата H 2 SO 4 (аш-две-ес-о-четири) показва:
молекулата на сярната киселина се състои от водородни, серни и кислородни атоми;
молекулата съдържа два водородни атома, един серен атом и четири кислородни атома;
една молекула сярна киселина;
H 2 SO 4 е сложно вещество, тъй като се състои от различни атоми химически елементи.
Формулата O 3 (o-три) показва:
молекулата на озона се състои от кислородни атоми;
молекулата съдържа три кислородни атома;
една молекула озон;
O 3 е просто вещество, защото се състои от атоми на един елемент.
от химична формулаМога изчисли:
относително молекулно тегло на веществото;
масовата част на всеки елемент в веществото (в части от единица или като процент).
Масова част от веществотое отношение маси дадено вещества в системата за маса на цялата система .
където ω(X) (ω – чете се „омега“) – масова част на веществото X; m(X) – масата на веществото X; m е масата на цялата система.
^ Масова част от елемента е отношение общата атомна маса на елемента Да се относително молекулно тегло .
където n е броят на атомите на елемента; Ar – относителен атомна масаелемент;
Mr – относително молекулно тегло.
Масовата част се изразява в части от единица или като процент.
Пример 1. Изчислете относителното молекулно тегло на калциевия карбонат CaCO 3. Определете масовата част на всеки елемент в CaCO 3.
д
Решение:
Mr(CaCO 3) = 40 + 12 + 3 16 =100
Ar(Ca) = 40, Ar(O) = 16, Ar(C) = 12
ано:
ω
или 40%;
(Ca) = ?
или 12%;
или 48%.
Отговор: Mr(CaCO 3) = 100; масова част на калций 0,4; въглерод – 0,12;
Кислород – 0,48.
Ключови думи и термини
руснаци | Английски | Френски | арабски |
изчисли | да изчисля | калкулатор | يحسب؛يعد |
Дял | част, порция | част, партия | جزء |
качествен | качествен | квалификация | نوعي؛ذو علاقة بالنوع |
количествен | количествен | количествено | كمي؛مقداري |
маса | маса | маса | كتلي |
определение | определение | определение | تعريف؛تحديد |
процент | процент | процент на наливане | نسبة مئوية |
система | система | systeme | نظام |
формула | формула | формула | قانون؛ |
^ Забележка!
1) Какво изразявам (изобразявам) С помощта на какво
Изобразен е съставът на веществотокато се използва химически
формули.
2) Какво показва Какво
Химична формулапоказва състав на молекулата.
3) Какво съдържа Какво
Молекуласъдържа два водородни атома, един серен атом и
четири кислородни атома.
4) част Каквовключени Какво
Част молекуливключени три кислородни атома.
5) за какво (дателен падеж) възможно + инфинитив + Какво
Според химичната формуламоже да се изчисли роднина
молекулно тегло.
Контролни въпроси
Каква е химичната формула?
Какво показва: а) химична формула; б) индекс;
Какво е масова част?
Задачи за самостоятелна работа
1. Напишете формулите:
Натрий - две - о
Калий - два - es
Пепел - en - o - три
Пепел - две - es - o - четири
Алуминий – два – es – o – четири – три пъти
Ферум - о - пепел - три пъти
Цинк - о - пепел - два пъти
Манган - o
2. Прочетете и напишете имената на формулите:
P2O5
BaSO4
3. Напишете формули за вещества, които съдържат: а) един атом
Сяра и три кислородни атома; б) два натриеви атома и един серен атом;
Б) два водородни атома, един серен атом и три кислородни атома;
Г) един оловен атом, два азотни атома и шест кислородни атома;
Г) един калциев атом и два хлорни атома.
4. Обозначете с химически символи или формули: а) два атома
сяра; б) три азотни атома; в) седем водни молекули; г) един хлорен атом;
Г) пет медни атома; д) три молекули сярна киселина.
5. Изчислете относителните молекулни маси на веществата: а) H 3 AsO 4 ;
B) MgCl2; c) Fe 2 (SO 4) 3; d) А12О3; д) Ca 3 (PO 4) 2. Определете масата
Пропорцията на всеки елемент в тези вещества.
Масите на атомите и молекулите са много малки, така че е удобно да изберете масата на един от атомите като мерна единица и да изразите масите на останалите атоми спрямо него. Точно това прави основателят на атомната теория Далтон, който съставя таблица на атомните маси, приемайки масата на водородния атом за единица.
До 1961 г. във физиката 1/16 от масата на кислородния атом 16 O се приема за единица атомна маса (amu), а в химията - 1/16 от средната атомна маса на естествения кислород, който е смес от три изотопа. Химическата единица за маса е с 0,03% по-голяма от физическата.
В момента се приемат за физика и химия една системаизмервания. Стандартната единица за атомна маса е 1/12 от масата на 12 C въглероден атом.
1 аму = 1/12 m(12 C) = 1,66057×10 -27 kg = 1,66057×10 -24 g.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Относителна атомна маса на елемент (A r)е безразмерна величина, равна на отношението средно теглоатом на елемент до 1/12 от масата на 12 C атом.
При изчисляване на относителната атомна маса, изобилието от изотопи на елементите в земната кора. Например хлорът има два изотопа 35 Cl (75,5%) и 37 Cl (24,5%). Относителната атомна маса на хлора е:
A r (Cl) = (0,755×m(35 Cl) + 0,245×m(37 Cl)) / (1/12×m(12 C) = 35,5.
От определението за относителна атомна маса следва, че средната абсолютна маса на атом е равна на относителната атомна маса, умножена по amu:
m(Cl) = 35,5 × 1,66057 × 10 -24 = 5,89 × 10 -23 g.
Примери за решаване на проблеми
ПРИМЕР 1
Упражнение | В кое от следните вещества масовата част на кислородния елемент е по-голяма: а) в цинковия оксид (ZnO); б) в магнезиев оксид (MgO)? |
Решение |
Нека намерим молекулното тегло на цинковия оксид: Mr (ZnO) = Ar(Zn) + Ar(O); Mr (ZnO) = 65+ 16 = 81. Известно е, че M = Mr, което означава M(ZnO) = 81 g/mol. Тогава масовата част на кислорода в цинковия оксид ще бъде равна на: ω (O) = Ar (O) / M (ZnO) × 100%; ω(O) = 16 / 81 × 100% = 19,75%. Нека намерим молекулното тегло на магнезиевия оксид: Mr (MgO) = Ar(Mg) + Ar(O); Mr (MgO) = 24+ 16 = 40. Известно е, че M = Mr, което означава M(MgO) = 60 g/mol. Тогава масовата част на кислорода в магнезиевия оксид ще бъде равна на: ω (O) = Ar (O) / M (MgO) × 100%; ω(O) = 16 / 40 × 100% = 40%. По този начин масовата част на кислорода е по-голяма в магнезиевия оксид, тъй като 40 > 19,75. |
Отговор | Масовата част на кислорода е по-голяма в магнезиевия оксид. |
ПРИМЕР 2
Упражнение | В кое от следните съединения масовата част на метала е по-голяма: а) в алуминиевия оксид (Al 2 O 3); б) в железен оксид (Fe 2 O 3)? |
Решение | Масовата част на елемент X в молекула със състав NX се изчислява по следната формула: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Нека изчислим масовата част на всеки елемент кислород във всяко от предложените съединения (стойности на относителните атомни маси, взети от периодичната таблица DI. Менделеев закръглено до цели числа). Нека намерим молекулното тегло на алуминиевия оксид: Mr (Al 2 O 3) = 2×Ar(Al) + 3×Ar(O); Mr (Al 2 O 3) = 2×27 + 3×16 = 54 + 48 = 102. Известно е, че M = Mr, което означава M(Al 2 O 3) = 102 g/mol. Тогава масовата част на алуминия в оксида ще бъде равна на: ω (Al) = 2×Ar(Al) / M (Al 2 O 3) × 100%; ω(Al) = 2×27 / 102 × 100% = 54 / 102 × 100% = 52,94%. Нека намерим молекулното тегло на железен (III) оксид: Mr (Fe 2 O 3) = 2×Ar(Fe) + 3×Ar(O); Mr (Fe 2 O 3) = 2×56+ 3×16 = 112 + 48 = 160. Известно е, че M = Mr, което означава M(Fe 2 O 3) = 160 g/mol. Тогава масовата част на желязото в оксида ще бъде равна на: ω (O) = 3 × Ar (O) / M (Fe 2 O 3) × 100%; ω(O) = 3×16 / 160×100% = 48 / 160×100% = 30%. По този начин масовата част на метала е по-голяма в алуминиевия оксид, тъй като 52,94 > 30. |
Отговор | Масовата част на метала е по-голяма в алуминиевия оксид. |
Атомите имат много малък размери много малка маса. Ако изразим масата на атом на химичен елемент в грамове, тогава това ще бъде число, предшествано от повече от двадесет нули след десетичната запетая. Следователно измерването на масата на атомите в грамове е неудобно.
Въпреки това, ако вземем всяка много малка маса като единица, тогава всички други малки маси могат да бъдат изразени като отношение към тази единица. Единицата за измерване на атомната маса е избрана да бъде 1/12 от масата на въглероден атом.
1/12 от масата на въглероден атом се нарича единица атомна маса(a.e.m.).
Относителна атомна масае стойност, равна на съотношението на реалната маса на атом на даден химичен елемент към 1/12 от реалната маса на въглероден атом. Това е безразмерна величина, тъй като две маси са разделени.
A r = m при. / (1/12)м дъга.
въпреки това абсолютна атомна масаравно на относителна стойност и има мерна единица a.m.u.
Тоест относителната атомна маса показва колко пъти масата на определен атом е по-голяма от 1/12 от въглероден атом. Ако атом А има r = 12, тогава неговата маса е 12 пъти по-голяма от 1/12 масата на въглероден атом, или, с други думи, той има 12 единици атомна маса. Това може да се случи само със самия въглерод (C). Водородният атом (H) има A r = 1. Това означава, че неговата маса е равна на масата на 1/12 от масата на въглеродния атом. Кислородът (O) има относителна атомна маса от 16 amu. Това означава, че един кислороден атом е 16 пъти по-масивен от 1/12 въглероден атом, той има 16 атомни единици маса.
Най-лекият елемент е водородът. Масата му е приблизително равна на 1 amu. Най-тежките атоми имат маса, близка до 300 amu.
Обикновено за всеки химичен елемент неговата стойност е абсолютната маса на атомите, изразена чрез a. e.m. са закръглени.
Стойностите на единиците за атомна маса са записани в периодичната таблица.
За молекулите се използва понятието роднина молекулно тегло(Г-н). Относителното молекулно тегло показва колко пъти масата на една молекула е по-голяма от 1/12 масата на въглероден атом. Но тъй като масата на една молекула е равна на сумата от масите на нейните съставни атоми, относителната молекулна маса може да се намери чрез просто добавяне на относителните маси на тези атоми. Например една водна молекула (H 2 O) съдържа два водородни атома с A r = 1 и един кислороден атом с A r = 16. Следователно Mr(H 2 O) = 18.
Редица вещества имат немолекулна структура, например металите. В такъв случай тяхната относителна молекулна маса се счита за равна на относителната им атомна маса.
В химията важна величина се нарича масова част на химичен елементв молекула или вещество. Той показва каква част от относителното молекулно тегло се отчита от даден елемент. Например във водата водородът представлява 2 части (тъй като има два атома), а кислородът - 16. Тоест, ако смесите водород с тегло 1 kg и кислород с тегло 8 kg, те ще реагират без остатък. Масовата част на водорода е 2/18 = 1/9, а масовата част на кислорода е 16/18 = 8/9.
Едно от основните свойства на атомите е тяхната маса. Абсолютна (истинска) маса на атом– стойността е изключително малка. Невъзможно е да се претеглят атоми на везни, защото не съществуват толкова точни везни. Техните маси са определени чрез изчисления.
Например, масата на един водороден атом е 0,000 000 000 000 000 000 000 001 663 грама!Масата на атом на уран, един от най-тежките атоми, е приблизително 0,000 000 000 000 000 000 000 4 грама.
Точната маса на атома на урана е 3,952 ∙ 10−22 g, а водородният атом, най-лекият от всички атоми, е 1,673 ∙ 10−24 g.
Неудобно е да се правят изчисления с малки числа. Следователно вместо абсолютните маси на атомите се използват техните относителни маси.
Относителна атомна маса
Масата на всеки атом може да се прецени, като се сравни с масата на друг атом (намерете съотношението на техните маси). От определянето на относителните атомни маси на елементите, различни атоми са използвани като сравнения. Едно време водородните и кислородните атоми бяха уникални стандарти за сравнение.
Приета е унифицирана скала на относителните атомни маси и нова единица за атомна маса Международен конгрес на физиците (1960 г.) и обединени от Международния конгрес на химиците (1961 г.).
И до днес стандартът за сравнение е 1/12 от масата на въглероден атом.Тази стойност се нарича единица за атомна маса, съкратено a.u.m.
Единица за атомна маса (amu) – маса на 1/12 от въглероден атом
Нека сравним колко пъти се различава абсолютната маса на водороден и уранов атом 1 amu, за да направим това, разделяме тези числа едно на друго:
Стойностите, получени при изчисленията, са относителните атомни маси на елементите - спрямо 1/12 от масата на въглероден атом.
Така относителната атомна маса на водорода е приблизително 1, а тази на урана е 238.Моля, обърнете внимание, че относителната атомна маса няма мерни единици, тъй като единиците за абсолютна маса (грамове) се отменят при разделяне.
Относителните атомни маси на всички елементи са посочени в Периодичната таблица на химичните елементи от D.I. Менделеев. Символът, използван за обозначаване на относителната атомна маса, е Аr (буквата r е съкращение от думата роднина,което означава относително).
Относителните атомни маси на елементите се използват в много изчисления.По правило стойностите, дадени в периодичната таблица, са закръглени до цели числа. Обърнете внимание, че елементите в периодичната таблица са подредени в ред на увеличаване на относителните атомни маси.
Например, използвайки Периодична системаНека определим относителните атомни маси на редица елементи:
Ar(O) = 16; Ar(Na) = 23; Ar(P) = 31.
Относителната атомна маса на хлора обикновено се записва като 35,5!
Ar(Cl) = 35,5
- Относителните атомни маси са пропорционални на абсолютните маси на атомите
- Стандартът за определяне на относителната атомна маса е 1/12 от масата на въглероден атом
- 1 аму = 1,662 ∙ 10−24 g
- Относителната атомна маса се означава с Ar
- За изчисления стойностите на относителните атомни маси се закръглят до цели числа, с изключение на хлора, за който Ar = 35,5
- Относителната атомна маса няма мерни единици