Масса. Закон Авогадро и молярный объем газа. Относительная плотность вещества

Теоретическую основу современной химии составляет атомно-молекулярное учение.

Атомы – мельчайшие химические частицы, являющиеся пределом химического

разложения любого вещества.

Химический элемент представляет собой вид атомов с одинаковым положительным

зарядом ядра.

Следовательно, атом – это наименьшая частица химического элемента,

сохраняющая все его химические свойства. В настоящее время известно 110

элементов, из которых 92 встречаются в природе.

В зависимости от природы частиц, из которых построено вещество, различают

вещества с молекулярной и немолекулярной структурой. Практически все

органические вещества (т.е. подавляющее большинство известных веществ)

состоят из молекул. Среди неорганических соединений молекулярное строение

имеют примерно 5%. Таким образом, наиболее типичной формой существования

вещества является молекула.

Молекула – наименьшая частица вещества, способная существовать самостоятельно

и сохраняющая его основные химические свойства.

При обычных условиях вещества с молекулярной структурой могут находиться в

твердом, жидком или газообразном состоянии. Вещества с немолекулярной

структурой находятся только в твердом состоянии, преимущественно в

кристаллической форме. Носителями химических свойств таких веществ являются

не молекулы, а комбинации атомов или ионов которые образуют данное вещество.

Символическая запись простейшего численного соотношения, в котором атомы

различных элементов образуют химическое соединение, называется формулой.

Следовательно, формула выражает определенный (качественный и количественный)

состав соединения. Так, SO2, N2, CO - формулы веществ, имеющих молекулярное

строение. Их состав всегда строго постоянен. NaCl, AlF3, ZnS– формулы веществ,

не имеющих молекулярное строение при обычных условиях. Состав таких веществ не

всегда постоянен и часто зависит от условия их получения. Отклонение от

целочисленного соотношения могут быть выражены при записи формулы: Fe0,9S,

TiO0,7, ZrN0,69. Вещества с постоянным составом называются дальтонидами,

вещества с переменным составом – бертоллидами.

Массы атомов химических элементов чрезвычайно малы. В химии пользуются не их

абсолютными значениями, а относительными.

Относительной атомной массой химического Ar элемента называется величина,

равная отношению средней массы атомов данного элемента (с учетом процентного

содержания его изотопов в природе) к 1\12 массы изотопов углерода – 12.

1\12 массы атома изотопа углерода 12 принята за атомную единицу массы

(а. е. м.), международное обозначение - u.

Относительная атомная масса является величиной безразмерной.

Относительной молекулярной массой Mr вещества называется отношение массы его

молекулы к 1\12 массы атома изотопа углерода 12.

Поскольку большинство неорганических веществ при обычных условиях не имеют

молекулярного строения, в данном случае можно говорить о формульной массе

F, понимая под ней сумму атомных масс всех элементов, входящих в

соединение, с учетом числа атомов каждого элемента в формуле.

Единицей измерения количества вещества n (ν) в Международной системе единиц

является моль.

Моль – количество вещества, содержащее столько структурных элементарных

единиц (атомов, ионов, молекул, электронов, эквивалентов и т.д.), сколько

содержится атомов в 0,012 кг изотопа углерода 12.

Число атомов NA в 0,012 кг углерода (т.е. в 1моль) легко определить, зная массу

атома углерода. Точное значение этой величины – 6,02·10²³. Эта

величина называется постоянной Авогадро и является одной из важнейших

универсальных постоянных. Она равна числу структурных единиц в 1 моль любого

вещества.

Масса 1 моль вещества Х называется молярной массой М(Х) и представляет

собой отношение массы m этого вещества к его количеству n.

Закон сохранения массы: «Масса веществ, вступивших в химическую реакцию,

равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции, с учетом массы,

соответствующей тепловому эффекту реакции». Он был сформулирован великим

русским ученым М.В.Ломоносовым в 1748г. и подтвержден экспериментально им самим

в 1756г. и независимо от него французским химиком А.Л.Лавуазье в 1789г.

Закон постоянства состава вещества: «Любое сложное вещество молекулярного

строения независимо от способа получения имеет постоянный количественный

состав».

Закон Авогадро: «В равных объемах различных газов при одинаковых условиях

содержится одно и то же количество молекул».

Следствия: 1. Если число молекул некоторых газов равно, то при н.у.

они занимают равные объемы. Если же число молекул равно

6,02·10²³, то объем газа равен 22,4 л. Этот объем называется

молярным объемом.

1. Абсолютная плотность газа равна отношению его молекулярной массы к

молярному объему

2. Относительная плотность газа (Х) по другому газу (Y) равна отношению

молярной массы газа (Х) к молярной массе газа (Y).

Уравнение Клаперона:

Уравнение Менделеева-Клаперона:

Уравнение Бойля-Мариотта:

Уравнение Шарля-Гей-Люсака: