Как определить абсолютную массу атома. Относительная атомная масса элемента

Абсолютная масса молекулы вещества В может быть рассчитана по уравнению

Абсолютные массы атомов и молекул. Атомная единица массы. Относительная атомная масса. Относительная молекулярная масса и ее расчет.

Задача 5. Определите абсолютную массу (гПщ) молекулы воды.

Абсолютные массы молекул легко заменить через относительные молекулярные массы (см. , 3, гл. I). Молекулярный вес первого газа равен

Рассчитайте абсолютную массу одной молекулы Вгз, Oj, NH3, H2SO4, Н2О, I2.

Исходя из молярной массы и числа Авогадро, можно рассчитать абсолютные массы атомов и молекул по следующей формуле-

Ответ Абсолютная масса молекулы воды равна ЗХ X 10-" г=3-10- кг.

Число молекул в одном моле вещества, называемое числом Авогадро, Nf, = 6,0240- Ю. Поделив массу одного моля любого вещества на число Авогадро, получим абсолютную массу молекулы в граммах. Например, масса молекулы Нг 2,016 6,02-10 = 3,35- 10" г. Подобно этому вычисляют абсолютную массу атома. Молекулы имеют диаметр примерно от одного до десятков ангстрем (1 А = 10" см).

В зависимости от размера и формы элементарной ячейки, а также возможных размеров и симметрии молекулы решают вопрос - сколько молекул может уместиться в данной элементарной ячейке. При решении этого вопроса всегда учитывают правило, что молекулы плотно упаковываются в кристалле, т. е. выступы одной молекулы входят во впадины другой и т. д. (рис. 16). Таким образом, форма элементарной ячейки часто дает возможность судить и об общей форме молекулы. Абсолютная масса молекулы (откуда легко вычислить и молекулярную массу) на основании данных рентгеноструктурного анализа определяется следующим образом

Зная число Авогадро, легко найти абсолютную массу частицы любого вещества. Действительно, масса в граммах молекулы (атома) вещества равна мольной массе, деленной на число Авогадро. Например, абсолютная масса атома водорода (мольная масса атомов водорода 1,008 г/моль) равна 1,67-10- г. Она приблизительно во столько же раз меньше массы маленькой дробинки, во сколько раз масса человека меньше массы всего земного шара..

Таким путем можно вычислять абсолютные массы молекул и атомов других элементов. Поскольку эти величины ничтожно малы и неудобны для расчетов, то пользуются понятием атомный (молекулярный) вес, что соответствует массе атомов (молекул), выраженной в относительных единицах. За атомную единицу массы (а. е. м.)

Число молекул в 1 моль вещества, называемое постоянной Авогадро VА, равно 6,0220-10 . Поделив массу 1 моль любого вещества на постоянную Авогадро, получим абсолютную массу молек /лы в граммах. Например, масса молекулы Н 2,016 6,02-10 3 = 3,35-г. Подобно этому вычисляют абсолютную массу атома. Молекулы имеют диаметр примерно от 0,1 до I нм.

Как вычисляется абсолютная масса атомов и молекул Вычислить абсолютные массы атома меди и молекулы фосфори-стого водорода.

Кинетическую энергию е двух молекул с массами Ш] и Ш2 можно выразить как через их общие абсолютные скорости С и Сг в пространстве, так и через компоненты этих скоростей

Вычисленке абсолютных масс и объемов атомов и молекул

Частное от деления абсолютной массы молекулы соединения или элемента на одну двенадцатую часть абсолютной массы атома изотопа углерода. Сумма атомных масс всех элементов молекулы.

Такими же чрезвычайно малыми оказываются массы других атомов, а также молекул (абсолютная молекулярная масса обозначается тм), например, масса молекулы воды составляет

По химической формуле газообразного вещества можно определить некоторые его количественные характеристики процентный состав, молекулярный вес, плотность, относительную плотность по любому газу, абсолютную массу молекулы.

Контрольные вопросы. 1. Что такое атом молекула атомный вес молекулярный вес масса атома масса молекулы грамм-атом грамм-молекула 2. Чему равны молекулярный вес СОг и абсолютная масса молекулы СОа, выраженная в граммах 3. Как формулируется закон Авогадро 4. Какой объем занимает грамм-молекула любого газа при нормальных условиях 5. Что такое число Авогадро Чему оно равно 6. По формуле ацетилена СзНа

Например, относительная молекулярная масса воды 18 (округленно) означает, что молекула воды в 18 раз тяжелее 1 2 части абсолютной массы атома углерода.

Дайте определение понятий а) элемент, атом, молекула б) простое и сложное вещество в) относительные атомная и молекулярная массы абсолютные массы атома и молекулы. Что следует понимать под условной частицей УЧ

Еще значительно раньше, во второй половине XIX века, были сделаны первые попытки подойти к вопросу об абсолютной массе и размерах атомов и молекул. Хотя взвесить отдельную молекулу явно невозможно, теория открыла другой путь надо было как-то определить число частиц в моле молекул или атомов - так называемое число Авогадро (Ла). Непосредственно сосчитать молекулы так же невозможно, как и взвесить их, но число Авогадро входит во многие уравнения различных отделов физики, и его можно вычислить, исходя из этих уравнений. Очевидно, что если результаты таких вычислений, произведенных несколькими независимыми путями, совпадают, то это может служить доказательством правильности найденного значения.

Поскольку абсолютные массы атомов и молекул малы, обычно пользуются относительными массами.

Кинетическую энергию двух молекул с массами и можно выразить через компоненты скоростей или через сами абсолютные скорости следующим образом

Как известно, теплота является мерой кинетической энергии движения частиц, образующих данное вещество. Установлено, что при температуре, значительно превышающей температуру абсолютного нуля, средняя кинетическая энергия молекул пропорциональна абсолютной температуре Т. Для молекулы с массой т и средней скоростью и

Пример 8. Вычислите абсолютную массу молекулы серной кислоты в граммах.

Все исследуемые соединения подразделены на массив обучения, содержащий молекулы с известными свойствами, и прогнозируемую группу молекул. Анализируемый массив обучения по исследуемому свойству разделён на две альтернативные группы (активные - неактивные). Созданные модели представляют уравнения логического вида Л = 7 (3), где Л - активность, (8) - решающий набор признаков (РНП) - комплекс фрагментов структурных формул и различных их комбинаций, так называемых суб-структурных дескрипторов. Оценка влияния фрагментов и их сочетаний на активность проводится на основании коэффициента информативности, изменяющегося в пределах от минус 1 до плюс 1. Чем выше абсолютное значение информативности, тем выше вероятность влияния данного признака на свойства. Знак плюс характеризует положительное влияние, минус - отрицательное. Р - алгоритм, с помощью которого осуществляется распознавание свойств исследуемых веществ. В процессе прогноза используются два алгоритма - геометрия (I) и голосование (II). Первый из них основан на определении расстояния в евклидовой метрике между исследуемым веществом и расчётным гипотетическим эталоном исследуемого свойства. Второй метод предусматривает анализ числа признаков (голосов) в структуре соединений, с положительной и отрицательной информативностью. Процедуры молекулярного дизайна описаны далее в разделе 5.

Относительной молекулярной массой Mr называют отношение абсолютной массы молекулы к Vi2 массы атома изотопа углерода Обратите внимание на то, что относительные массы по определению являются безразмерными величинами.

Сопло Беккера. Различные кинетические методы решения задачи разделения изотопов можно классифицировать на методы, использующие разность коэффициентов переноса для молекул различных масс, и на методы, использующие движение разделяемой смеси в потенциальном поле. Наиболее характерным методом второго класса как раз и является метод газовой центрифуги, который, однако, требует даже для лабораторной демонстрации своих грандиозных возможностей весьма впечатляющих опытноконструкторских работ, в силу абсолютной инженерной нестандартности газовой центрифуги. Предложенный, предположительно Дираком, примерно в то же время, что и газоцентрифужный, метод разделительного сопла (сопла Беккера, по имени руководителя первых успешных экспериментальных работ)

Атомы элементов и молекулы веществ характеризуются определенной физической (абсолютной) массой т например, масса атома водорода Н составляет 1,67-г, масса молекулы Р4 2,06-10 г, масса молекулы Н,0 2,99- 10 г, масса молекулы Н2804 1,63 К) г. Абсолютные массы атомов элементов и молекул веществ чрезвычайно малы, и пользоваться такими значениями неудобно. Поэтому введено понятие об относительной массе атомов и молекул.

Относительная молекулярная масса химического соединения - ато число, показывающее, во сколько раз абсолютная масса одной молекулы атого соединения больше атомной единицы массы.

Определение абсолютных масс атомов (а также масс молекул и их осколков) масс-спектроскопия.

Большую ценность представляет определение абсолютной массы содержимого одной элементарной ячейки кристаллической структуры. Размеры элементарной ячейки можно измерить, если это необходимо, с очень высокой точностью (ошибка составляет менее 0,01%). Труднее измерить плотности, но суммарная ошибка измерений может быть до 0,1% массы элементарной ячейки (без слишком большой экспериментальной работы). Помимо определения абсолютной массы ячейки, по кристаллическим структурам можно получить информацию относительно возможного содержания ячейки и другим путем. Пространственная группа симметрии, природа и многообразие эквивалентных допустимых положений узлов и основные требования, состоящие в том, что интенсивность наблюдаемых отражений Х-лучей должна соответствовать, в приемлемых пределах, интенсивности, рассчитанной для предполагаемой кристаллической структуры все это дает определенную сумму сведений, которые должны находиться в соответствии с какой-либо предполагаемой химической формулой. Так, независимо от наличия других молекул, в любую формулу должны быть включены 46 молекул воды на единицу клеточной структуры гидратов типа I. Если размеры элементарной ячейки

Числом Авогадро называется число молекул в грамм-молекуле любого вещества. Эту величину можно определить различными методами, при этом результаты, полученные разными способами, совпадают в пределах точности измерений. В настоящее время значение числа Авогадро принимается равным 6,023-10 . Число Авогадро является универсальной постоянной оно не зависит от природы вещества и его агрегатного состояния. Для вычисления абсолютной массы атома или молекулы нужно грамм-атомную или грамм-молекулярную массу разделить на число Авогадро. Так, например,

Одним из важнейших свойств вещества является его молекулярная масса. Так как абсолютные массы молекул очень малы, то в расчетах используют относительные. Под молекулярной массой вещества обычно понимают 01н0шение массы молекулы данного вещества к 1/12 массы атома углерода. Соответственно и массы атомов химических элементов также сравнивают с 1/12 массы атома углеродд. Тогда атомная масса углерода равна 12, других элементов (округленно) водорода - 1, кислорода-16, азота-14. Массу молекулы химического соединения определяют сложением атомных масс элементов, входящих в состав молекулы. Например, молекулярная масса углекислого газа СОг равна 12 + 2-16 = 44 (1 атом углерода с массой 12 и 2 атома кислорода с массой 16). Молекулярная масса метана СН равна 12 + 4-1 = 16. Молекулярная масса некоторых наиболее часто применяемых горючих газов и их продуктов горения приведена в табл. 1.1.

Конечно, состояния II и III не являются абсолютно стабильными и в результате теплового движения могут иметь место колебания около этих положений или даже повороты. С повышением температуры относительное число молекул в массе вещества, не отвечающих наиболее устойчивому состоянию, растет, но не может превысить числа молекул в основном состоянии.

Дальтон не видел качественной разницы между простыми и сложными атомами, следовательно, не признавал две ступени (атомы и молекулы) в строении вещества. В этом смысле атомистика Дальтона была шагом назад по сравнению с элементно-корпускулярной концепцией Ломоносова. Однако рациональным зерном атомистики Дальтона явилось его учение о массе атомов. Совершенно правильно считая, что абсолютные массы атомов чрезвычайно малы, Дальтон предложил определять относительные атомные массы. При этом масса атома водорода, как самого легкого из всех атомов, была принята за единицу. Таким образом, впервые Дальтон определил атомную массу элемента как отношение массы атома данного элемента к массе атома водорода. Он же составил первую таблицу атомных масс 14 элементов. Учение Дальтона об атомных массах сыграло неоценимую роль при превращении химии в коли-тгественную науку и открытии Периодического закона. Поэтому

Необходимо различать понятия абсолютная масса молекулы и грамм-молекула. Так, 10 грамм-молекул воды - это 18 X 10 = 180г, т. е. приблизительно стакан воды, а 10 молекул воды - ничтожно малое количество, которое невозможно отвесить.

Чему равны молекулярная. масса СОг абсолютная масса молекулы СОг, выраженная в праймах 3. Как фо рм улируется закон Авогадро 4. Какой объем занимает граммнмолекула любого газа при нормальных условиях

На основании проведенных опытов установлена явная зависимость между абсолютной массой продиффундировав-ших молекул аминокислот и их мЬлекулярными весами.

Смотреть страницы где упоминается термин Молекула абсолютная масса : Основы общей химии Том 2 Издание 3 (1973) -- [

Из которых состоит молекула, и найдите их относительные атомные массы в периодической системе химических элементов. Если один атом встречается в n раз, умножьте его массу на это число. Затем сложите найденные значения и получите молекулярную массу данного вещества , которая равна его молярной массе в г/моль. Найдите массу одной , поделив молярную массу вещества M на постоянную Авогадро NА=6,022∙10^23 1/моль, m0=M/ NА.

Пример Найдите массу одной молекулы воды. Молекула воды (Н2О) состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Относительная атомная масса водорода равна 1, для двух атомов получим число 2, а атомная масса кислорода равна 16. Тогда молярная масса воды будет равна 2+16=18 г/моль. Определите массу одной молекулы : m0=18/(6,022^23)≈3∙10^(-23) г.

Массу молекулы можно рассчитать, если известно количество молекул в данном веществе. Для этого поделите общую массу вещества m на количество частиц N (m0=m/N). Например, если известно, что в 240 г вещества содержится 6∙10^24 молекул, то масса одной молекулы составит m0=240/(6∙10^24)=4∙10^(-23) г.

Определите массу одной молекулы вещества с достаточной точностью, узнав количество и нейтронов, которые входят в ее ядер атомов, из которых она состоит. Массой электронной оболочки и дефектом масс в данном случае следует пренебречь. Массу и берите равной 1,67∙10^(-24) г. Например, если известно, если молекула состоит из двух атомов кислорода, какова ее масса? Ядро атома кислорода имеет в своем составе 8 протонов и 8 нейтронов. Общее количество нуклонов 8+8=16. Тогда масса атома равна 16∙1,67∙10^(-24)=2,672∙10^(-23) г. Поскольку молекула состоит из двух атомов, то ее масса равна 2∙2,672∙10^(-23)=5,344∙10^(-23) г.

Можно вычислить массу любой молекулы, зная ее химическую формулу. Вычислим для примера относительную маолекулярную массу молекулы спирта.

Вам понадобится

Таблица Менделеева

Инструкция

Рассмотрите химическую формулу молекулы. Определите, атомы каких химических элементов входят в ее состав.

Формула спирта C2H5OH. В состав молекулы спирта входят 2 атома , 6 атомов водорода и 1 атом кислорода.

Если массу молекулы в граммах, а не в атомных единицах массы, следует вспомнить, что одна атомная единица массы - это масса 1\12 атома углерода. Численно 1 а.е.м. = 1,66*10^-27 кг.

Тогда масса молекулы спирта 46*1,66*10^-27 кг = 7,636*10^-26 кг.

Обратите внимание

В периодической таблице Менделеева химические элементы расположены в порядке возрастания атомной массы. Экспериментальные методы определения молекулярной массы разработаны в основном для растворов веществ и для газов. Также существует метод масспектрометрии. Большое прикладное значение понятие молекулярной массы имеет для полимеров. Полимеры - вещества, состоящие из повторяющихся групп атомов, но количество этих групп неодинаково, так что для полимеров существует понятие средней молекулярной массы. По средней величине молекулярной массы можно говорить о степени полимеризации вещества.

Полезный совет

Молекулярная масса - важная величина для физиков и химиков. Зная молекулярную массу вещества, можно сразу определить плотность газа, узнать молярность вещества в растворе, определить состав и формулу вещества.

Источники:

Молекулярная масса
как рассчитать массу молекулы

Молекулярная масса представляет собой молекулярный вес, который также можно назвать значением массы молекулы. Выражается молекулярная масса в атомных единицах массы. Если разобрать значение молекулярной массы по частям, то получится, что сумма масс всех атомов, входящих в состав молекулы и представляет собой её молекулярную массу . Если говорить о единицах измерения массы, то преимущественно все измерения производятся в граммах.

Инструкция

Само молекулярной массы связано с понятием молекулы. Но нельзя сказать, что это условие можно применить только к таким , где молекула, например, водорода , находится отдельно. Для случаев, когда молекулы не отдельно от остальных, а в тесной взаимосвязи, все вышеперечисленные условия и определения также действительны.

Для начала, чтобы определить массу водорода , вам потребуется -либо , в состав которого водород и из которого его можно будет несложно выделить. Это может быть какой-либо спиртовой раствор или другая смесь, часть компонентов которой при определённых меняет своё состояние и легко освобождает раствор от своего присутствия. Найдите раствор, из которого можно и спарить необходимые или ненужные вещества при помощи нагревания. Это самый лёгкий способ. Теперь определитесь, будете вы испарять вещество, которое вам не нужно или же это будет водород, молекулярную массу которого вы и планируете измерять. Если испарится ненужное вещество - ничего страшного, чтобы оно было не токсично. в случае же испарения искомого вещества, вам необходимо оборудование, что все испарения сохранились в колбе.

После того, как вы отделили от состава всё ненужное, приступайте к измерениям. Для этого вам подойдёт число Авогадро. Именно с его помощью вы сможете вычислить относительную атомную и молекулярную массу водорода . Найдите все необходимые параметры водорода которые присутствуют в любой таблице, определите плотность полученного газа, так как она пригодится для одной из формул. Затем подставьте все полученные результаты и, если необходимо, поменяйте единицу измерения на , о чём уже говорилось выше.

Понятие молекулярной массы наиболее актуально для случаев, когда речь идёт о полимерах. Именно для них важнее вводить понятие средней молекулярной массы, ввиду неоднородности входящих в их состав молекул. Также по средней величине молекулярной массы можно судить о том, насколько высока степень полимеризации того или иного вещества.

Видео по теме

Масса вещества находится при помощи прибора, который называется весы. Можно также рассчитать массу тела, если известно количество вещества и его молярная масса или его плотность и объем. Количество чистого вещества можно находите по его массе или количеству молекул, которое в нем содержится.

§ 6.

^ Абсолютная молекулярная масса – масса молекулы , выраженная в единицах массы: г, кг . Она обозначается m M (Х), где Х – формула вещества. Например, масса молекулы кислорода равна

M M (О 2) = 53,2 · 10 -24 г = 53,2 · 10 -27 кг.

^ О

Тносительная молекулярная масса – это отношение массы молекулы вещества к массы атома изотопа углерода с массовым числом 12(
). Она обозначается Mr(Х), где Х – формула вещества.

Относительная молекулярная масса показывает, во сколько раз масса молекулы больше массы атома углерода. Например, масса молекулы воды m M (H 2 O) = 28,95 · 10 -24 г.

Относительная молекулярная масса молекулы воды Н 2 О равна отношению массы молекулы Н 2 О к величине атомной единицы массы:

Mr(H 2 O) = 18. Масса молекулы воды в 18 раз больше, чем массы атома углерода.

Молекула состоит из атомов.

Относительная молекулярная масса равна сумме относительных атомных масс элементов, входящих в состав молекулы.

Например, относительная молекулярная масса воды равна сумме относительных атомних масс водорода и кислорода:

Ключевые слова и термины

^ Обратите внимание!

1) что равно чему

Относительная молекулярная масса равна сумме относительных атомных масс элементов, входящих в состав молекулы .

Контрольные вопросы

Что называется абсолютной молекулярной массой?
Что называется относительной молекулярной массой?
Что показывает относительная молекулярная масса?
Чему равна относительная молекулярная масса?

Рассчитайте относительные молекулярные массы веществ:

а) H 2 SO 4 ;

Г) Fe 2 (SO 4) 3 ;

Д)Ca 3 (PO 4) 2 ;

И) Al(OH) 3 .

§ 7. Моль. Молярная масса

Вещество характеризуется массой (m), измеряемой в кг (г, мг), объемом (V), измеряемым в м 3 (л, мл), и числом содержащихся в нем частиц. Химики используют для расчетов физическую величину – количество вещества.

^ Количество вещества – это число структурных частиц (молекул, атомов, ионов и других) данного вещества .

Количество вещества обозначается (Х) (υ – читаем «ню»), или n(Х) (n – читаем «эн»), где Х – формула частицы.

Единицей измерения количества вещества является моль.

^ Моль – количество вещества, которое содержит столько частиц (атомов, молекул и других частиц), сколько содержится атомов в углероде массой 12 г .

Рассчитаем, сколько атомов углерода содержится в углероде массой 12 г. Для этого разделим массу 12 г на массу одного атома углерода, равную 19,93 · 10 -24 г.

12 г/моль: 19,93 · 10 -24 г = 6,02 · 10 23 1/моль.

Число 6,02 · 10 23 моль -1 называют постоянной Авогадро и обозначают N A . Постоянная Авогадро N A показывает число структурных частиц в 1 моль вещества.

^ Моль – это количество вещества, которое содержит 6,02 · 10 23 структурных частиц (атомов, молекул, ионов или других).

Рисунок 4

1 моль воды Н 2 О содержит 6,02 · 10 23 молекул воды;

1 моль молекул кислорода О 2 содержит 6,02 · 10 23 молекул кислорода О 2 ;

1 моль ионов SO 4 2- содержит 6,02 · 10 23 ионов SO 4 2- ;

1 моль атомов углерода С содержит 6,02 · 10 23 атомов углерода;

1 моль молекул СО 2 содержит 6,02 · 10 23 молекул СО 2 (рис. 5)

О 2 СО 2

О 2 О 2 СО 2 СО 2

Рисунок 5

Масса 1 моль, или 6,02 · 10 23 молекул, называется молярной массой вещества , масса 6,02 · 10 23 атомов – молярной массой элемента, масса 6,02 · 10 23 ионов – молярной массой ионов .

Молярная масса – это отношение массы вещества m(X) к его количеству υ(Х).

Масса вещества m измеряется в килограммах (или граммах), количество вещества υ измеряется в молях. Молярная масса вещества М выражается в килограммах на моль (кг/моль) или в граммах на моль (г/моль).

Молярная масса атомов численно равна относительной атомной массе элемента, а молярная масса молекул – относительной молекулярной массе вещества (табл. 5).

Например:

масса 1 моль атомов углерода равна 12 г/моль;

молярная масса NaOH равна 40 г/моль;

масса 1 моль атомов железа равна 56 г/моль

Рисунок 6

Таблица 5 - Числовое значение молярных масс некоторых веществ

^ Количество вещества (υ(Х), n(Х)) можно рассчитать, если известны масса вещества и его молярная масса .

Пример1. Какое количество вещества содержится в 54 г воды?

M
Решение:

М(Н) = 1 г/моль, М(О) = 16 г/моль,

М(Н 2 О) = 1 · 2 + 16 = 18 г/моль,

.
(Н 2 О) = 54 г

υ( Н 2 О) = ?

Ответ: Вода массой 54 г содержит 3 моль воды.

Массу вещества рассчитывают, если известны количество и его молярная масса.

Пример 2. Определить массу 5 моль KI

Д
Решение:

1) М(К) = 39 г/моль, М(I) = 127 г/моль,

М(KI) = 39 + 127 = 166 г/моль;

2) m(KI) = υ(KI) · М(KI) = 5 моль · 166 г/моль = 830 г.
ано:

Ответ: Масса 5 моль KI равна 830 г.

^ Массу одного атома или одной молекулы вещества можно рассчитать, разделив его молярную массу на число Авогадро.

Пример 3. Чему равна масса молекулы хлора Cl 2 ?

Д
Решение:

М(Cl) = 35,5 г/моль, М(Cl 2) = 2 · 35,5 = 71 г/моль;

2) m М (Cl 2) =

N A = 6,02 · 10 23 моль -1

m М (Cl 2) = ?

Ответ: Масса молекулы хлора равна 11,79 · 10 -23 г.

Число (количество) структурных частиц N(X) данного вещества рассчитывается по формуле

Пример 4. Сколько молекул содержится в 0,3 моль азота?

Д
Решение:

N A = 6,02 · 10 23 моль -1 ,

N(N 2) = υ(N 2) · N A = 0,3 моль · 6,02 · 10 23 моль -1 = 1,8 · 10 23 .
ано:

υ(N 2) = 0,3 моль

Ответ: В 0,3 моль азота содержится 1,8 · 10 23 молекул.

Пример 5. Сколько атомов азота содержится в 0,3 моль азота?

Д
Решение:

N(N) = υ(N) · N A .

1 моль молекул N 2 содержит 2 моль атомов азота N, отсюда

υ(N) = 2υ(N 2) = 2 · 0,3 моль = 0,6 моль.

N(N) = 0,6 моль · 6,02 · 10 23 моль -1 = 36,12 · 10 22 .
ано:

υ(N 2) = 0,3 моль

Ответ: В 0,3 моль азота содержится 36,12 · 10 22 атомов азота.

Пример 6. Какая масса аммиака NH 3 содержит столько молекул, сколько их содержится в воде Н 2 О массой 54 г?

Д
Решение:

1) М(H 2 O) = 18 г/моль, М(NH 3) = 17 г/моль;

2)
;

3) υ(NH 3) = υ(H 2 O) = 3 моль;

4) m(NH 3) = υ(NH 3) · М(NH 3) = 3 моль · 17 г/моль = 51 г.
ано:

m(H 2 O) = 54г

υ(NH 3) = υ(H 2 O)

Ответ: Аммиак массой 51 г содержит столько молекул, сколько их содержится в воде массой 54 г.

Ключевые слова и термины

Русские	Английские	Французские	Арабские
измерять	to measure	mesurer	يقيس
Ион	ion	ion	أيون
количество	quantity	quantite	كمية
Моль	mole	mole	مول
постоянная	constant	constant	ثابت؛دائم؛مستمر
разделить	to divide	diviser, separer	يقسم
формула химическая	chemical formula	formule chimique	قانون؛
число	number	nombre	رقم ؛عدد

^ Обратите внимание!

1) что содержит что

Моль содержит 6,02 · 10 23 частиц.

2) столько…, сколько

Моль содержит столько частиц, сколько содержится атомов в углероде массой 12 г.

3) что выражается в чем

Молярная масса вещества выражается в граммах на моль (г/моль).

Контрольные вопросы

Что такое количество вещества?
В каких единицах выражают количество вещества?
Что такое моль?
Что показывает постоянная Авогадро?
Что называется молярной массой? В каких единицах выражают молярную массу?
Как рассчитывается: а) молярная масса; б) количество вещества;

в) масса вещества; г) масса молекулы, атома; д) количество атомов,

Молекул?

Задания для самостоятельной работы

1. Рассчитайте молярные массы веществ: а)I 2 , б) O 3 , в) P 2 O 5 , г) HCl,

Д) Cl 2 , е) H 3 PO 4 , ж) NH 4 NO 3 , з) Mg(NO 3) 2 .

2. Какое количество вещества содержится: а) в серной кислоте H 2 SO 4

Массой 9,8 г; б) в КОН массой 11,2 г; в) в железе массой 0,56 г?

3. Рассчитайте массу: а) молекулярного водорода Н 2 количеством

Вещества 2 моль; б) атомарного кислорода количеством вещества

3 моль; в) воды количеством вещества 0,3 моль.

4. Рассчитайте массу молекул: а) О 3 , б) О 2 , в) H 2 SO 4 .

5. Сколько молекул содержится: а) в аммиаке NH 3 массой 3,4 г; б) в

Водороде Н 2 массой 4 г; в) в серной кислоте H 2 SO 4 массой 49 г?

6. Сколько атомов всех элементов содержится: а) в аммиаке NH 3

Массой 3,4 г; б) в водороде Н 2 массой 4 г; в) в серной кислоте H 2 SO 4

Массой 49 г?

7. Какая масса хлороводорода HCl содержит столько молекул, сколько

Их в воде массой 49 г?

8. Какая масса водорода Н 2 содержит столько атомов, сколько их в

Сере S массой 6,4 г?

§ 8. Химические формулы. Массовая доля вещества.

Расчеты по химическим формулам

Состав вещества выражают с помощью химических формул.

^ Химическая формула – это условная запись состава вещества с помощью химических символов и (если нужно) индексов.

Читаем: «пять-аш-два-о».

Обозначает: пять молекул воды.

индекс (показывает количество атомов данного элемента в молекуле)

коэффициент (показывает количество молекул)

Химическая формула показывает:

Качественный состав (из каких элементов состоит вещество);
Количественный состав (сколько атомов каждого элемента входит в состав молекулы);
Одну молекулу вещества .

Например, формула H 2 SO 4 (аш-два-эс-о-четыре) показывает:

молекула серной кислоты состоит из атомов водорода, серы и кислорода;
молекула содержит два атома водорода, один атом серы и четыре атома кислорода;
одну молекулу серной кислоты;
H 2 SO 4 – это сложное вещество, потому что состоит из атомов разных химических элементов.

Формула О 3 (о-три) показывает:

молекула озона состоит из атомов кислорода;
в состав молекулы входят три атома кислорода;
одну молекулу озона;
О 3 – это простое вещество, потому что состоит из атомов одного элемента.

По химической формуле можно вычислить :

относительную молекулярную массу вещества;
массовую долю каждого элемента в веществе (в долях единицы или в процентах).

Массовая доля вещества – это отношение массы данного вещества в системе к массе всей системы .

где ω(Х) (ω – читаем «омега») – массовая доля вещества Х; m(Х) – масса вещества Х; m – масса всей системы.

^ Массовая доля элемента – это отношение суммарной атомной массы элемента к относительной молекулярной массе .

где n – число атомов элемента; Ar – относительная атомная масса элемента;

Mr – относительная молекулярная масса.

Массовая доля выражается в долях единицы или в процентах.

Пример 1. Вычислите относительную молекулярную массу карбоната кальция СаСО 3 . Определите массовую долю каждого элемента в СаСО 3 .

Д
Решение:

Ar(Ca) = 40, Ar(O) = 16, Ar(С) = 12

Mr(CaCO 3) = 40 + 12 + 3 · 16 =100

ано:

ω
или 40 %;
(Са) = ?

или 12 %;

или 48 %.

Ответ: Mr(CaCO 3) = 100; массовая доля кальция 0,4; углерода – 0,12;

Кислорода – 0,48.

Ключевые слова и термины

Русские	Английские	Французские	Арабские
вычислить	to calculate	calculer	يحسب؛يعد
Доля	part, portion	part, partie	جزء
качественный	qualitative	qualificatif	نوعي؛ذو علاقة بالنوع
количественный	quantitative	quantitatif	كمي؛مقداري
массовый	mass	masse	كتلي
определение	definition	definition	تعريف؛تحديد
процентный	percentage	pourcentage	نسبة مئوية
система	system	systeme	نظام
формула	formula	formule	قانون؛

^ Обратите внимание!

1) что выражают (изображают) с помощью чего

Состав вещества изображают с помощью химических

формул .

2) что показывает что

Химическая формула показывает состав молекулы .

3) что содержит что

Молекула содержит два атома водорода, один атом серы и

четыре атома кислорода.

4) в состав чего входит что

В состав молекулы входят три атома кислорода.

5) по чему (дательный падеж) можно + инфинитив + что

По химической формуле можно вычислить относительную

молекулярную массу.

Контрольные вопросы

Что называется химической формулой?
Что показывает: а) химическая формула; б) индекс;

в) коэффициент?

Что такое массовая доля?

Задания для самостоятельной работы

1. Напишите формулы:

Натрий – два – о

Калий – два – эс

Аш – эн – о – три

Аш – два – эс – о – четыре

Алюминий – два – эс – о – четыре – трижды

Ферум – о – аш – трижды

Цинк – о – аш – дважды

Марганец – о

2. Прочитайте и запишите название формул:

P 2 O 5

BaSO 4

3. Напишите формулы веществ, в которых содержится: а) один атом

Серы и три атома кислорода; б) два атома натрия и один атом серы;

В) два атома водорода, один атом серы и три атома кислорода;

Г) один атом свинца, два атома азота и шесть атомов кислорода;

Д) один атом кальция и два атома хлора.

4. Обозначьте химическими символами или формулами: а) два атома

Серы; б) три атома азота; в) семь молекул воды; г) один атом хлора;

Д) пять атомов меди; е) три молекулы серной кислоты.

5. Вычислите относительные молекулярные массы веществ: а) H 3 AsO 4 ;

Б) MgCl 2 ; в) Fe 2 (SO 4) 3 ; г) Al 2 O 3 ; д) Ca 3 (PO 4) 2 . Определите массовую

Долю каждого элемента в этих веществах.

Одним из фундаментальных свойств атомов, является их масса. Абсолютная (истинная) масса атома – величина чрезвычайно малая. Взвесить атомы на весах невозможно, поскольку таких точных весов не существует. Их массы были определены с помощью расчетов.

Например, масса одного атома водорода равна 0,000 000 000 000 000 000 000 001 663 грамма! Масса атома урана – одного из самых тяжелых атомов, составляет приблизительно 0,000 000 000 000 000 000 000 4 грамма.

Точное значение массы атома урана – 3,952 ∙ 10−22 г, а атома водорода, самого легкого среди всех атомов, – 1,673 ∙ 10−24 г.

Производить расчеты с малыми числами неудобно. Поэтому вместо абсолютных масс атомов используют их относительные массы.

Относительная атомная масса

О массе любого атома можно судить, сравнивая ее с массой другого атома (находить отношение их масс). С момента определения относительных атомных масс элементов использовались различные атомы в качестве сравнения. Своеобразными эталонами для сравнения в свое время были атомы водорода и кислорода.

Единая шкала относительных атомных масс и новая единица атомной массы, принята Международным съездом физиков (1960) и унифицирована Международным съездом химиков (1961).

По сегодняшний день эталоном для сравнения является 1/12 часть массы атома углерода. Данное значение называют атомной единицей массы, сокращенно а.е.м

Атомная единица массы (а.е.м.) – масса 1/12 части атома углерода

Сравним, во сколько раз отличается абсолютная масса атома водорода и урана от 1 а.е.м., для этого разделим эти числа одно на другое:

Полученные при расчетах значения и являются относительными атомными массами элементов – относительно 1/12 массы атома углерода.

Так, относительная атомная масса водорода приблизительно равна 1, а урана – 238. Обратите внимание, что относительная атомная масса не имеет единиц измерения, так как при делении единицы измерения абсолютных масс (граммы) сокращаются.

Относительные атомные массы всех элементов указаны в Периодической Системе химических элементов Д.И. Менделеева. Символ, при помощи которого обозначают относительную атомную массу – Аr (буква r – сокращение от слова relative, что означает относительный).

Значения относительных атомных масс элементов используются во многих расчетах. Как правило, значения, приведенные в Периодической Системе, округляются до целых чисел. Обратите внимание, что элементы в Периодической Системе размещены в порядке увеличения относительных атомных масс.

Например, при помощи Периодической Системы определим относительные атомные массы ряда элементов:

Ar(O) = 16; Ar(Na) = 23; Ar(P) = 31.
Относительную атомную массу хлора принято записывать равной 35,5!
Ar(Сl) = 35,5

Относительные атомные массы пропорциональны абсолютным массам атомов
Эталоном для определения относительной атомной массы является 1/12 часть массы атома углерода
1 а.е.м. = 1,662 ∙ 10−24 г
Относительную атомную массу обозначают Ar
Для расчетов значения относительных атомных масс округляют до целых, исключение – хлор, для которого Ar = 35,5
Относительная атомная масса не имеет единиц измерения

Массы атомов и молекул очень малы, поэтому в качестве единицы измерения удобно выбрать массу одного из атомов и выражать массы остальных атомов относительно нее. Именно так и поступал основоположник атомной теории Дальтон, который составил таблицу атомных масс, приняв массу атома водорода за единицу.

До 1961 года в физике за атомную единицу массы (а.е.м. сокращенно) принимали 1/16 массы атома кислорода 16 О, а в химии - 1/16 средней атомной массы природного кислорода, который является смесью трех изотопов. Химическая единица массы была на 0,03% больше, чем физическая.

В настоящее время за в физике и химии принята единая система измерения. В качестве стандартной единицы атомной массы выбрана 1/12 часть массы атома углерода 12 С.

1 а.е.м. = 1/12 m(12 С) = 1,66057×10 -27 кг = 1,66057×10 -24 г.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Относительная атомная масса элемента (A r) - это безразмерная величина, равная отношению средней массы атома элемента к 1/12 массы атома 12 С.

При расчете относительной атомной массы учитывается распространенность изотопов элементов в земной коре. Например, хлор имеет два изотопа 35 Сl (75,5%) и 37 Сl (24,5%).Относительная атомная масса хлора равна:

A r (Cl) = (0,755×m(35 Сl) + 0,245×m(37 Сl)) / (1/12×m(12 С) = 35,5.

Из определения относительной атомной массы следует, что средняя абсолютная масса атома равна относительной атомной массе, умноженной на а.е.м.:

m(Cl) = 35,5 ×1,66057×10 -24 = 5,89×10 -23 г.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

В каком из указанных веществ массовая доля элемента кислорода больше: а) в оксиде цинка (ZnO); б) в оксиде магния (MgO)?

Решение

Найдем молекулярную массу оксида цинка:

Mr (ZnO) = Ar(Zn) + Ar(O);

Mr (ZnO) = 65+ 16 = 81.

Известно, что M = Mr, значит M(ZnO) = 81 г/моль. Тогда массовая доля кислорода в оксиде цинка будет равна:

ω (O) = Ar (O) / M (ZnO) × 100%;

ω (O) = 16 / 81 × 100% = 19,75%.

Найдем молекулярную массу оксида магния:

Mr (MgO) = Ar(Mg) + Ar(O);

Mr (MgO) = 24+ 16 = 40.

Известно, что M = Mr, значит M(MgO) = 60 г/моль. Тогда массовая доля кислорода в оксиде магния будет равна:

ω (O) = Ar (O) / M (MgO) × 100%;

ω (O) = 16 / 40 × 100% = 40%.

Таким образом, массовая доля кислорода больше в оксиде магния, поскольку 40 > 19,75.

Ответ

Массовая доля кислорода больше в оксиде магния.

ПРИМЕР 2

Задание

В каком из указанных соединений массовая доля металла больше: а) в оксиде алюминия (Al 2 O 3); б) в оксиде железа (Fe 2 O 3)?

Решение

Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Рассчитаем массовую долю каждого элемента кислорода в каждом из предложенных соединений (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева округлим до целых чисел).

Найдем молекулярную массу оксида алюминия:

Mr (Al 2 O 3) = 2×Ar(Al) + 3×Ar(O);

Mr (Al 2 O 3) = 2×27 + 3×16 = 54 + 48 = 102.

Известно, что M = Mr, значит M(Al 2 O 3) = 102 г/моль. Тогда массовая доля алюминия в оксиде будет равна:

ω (Al) = 2×Ar(Al) / M (Al 2 O 3) × 100%;

ω (Al) = 2×27 / 102 × 100% = 54 / 102 × 100% = 52,94%.

Найдем молекулярную массу оксида железа (III):

Mr (Fe 2 O 3) = 2×Ar(Fe) + 3×Ar(O);

Mr (Fe 2 O 3) = 2×56+ 3×16 = 112 + 48 = 160.

Известно, что M = Mr, значит M(Fe 2 O 3) = 160 г/моль. Тогда массовая доля железа в оксиде будет равна:

ω (O) = 3×Ar (O) / M (Fe 2 O 3) × 100%;

ω (O) = 3×16 / 160 × 100% = 48 / 160× 100% = 30%.

Таким образом, массовая доля металла больше в оксиде алюминия, поскольку 52,94 > 30.

Ответ

Массовая доля металла больше в оксиде алюминия.