double arrow

Относительные атомные и молекулярные массы.



Количество вещества. Моль.

Еще одна важная характеристика атома, кроме заряда ядра, это масса атома. Истинная масса атома называется абсолютной атомной массой ma. Например, масса атома углерода равна 1,99∙10–26 кг, а масса атома водорода еще меньше:

ma (C) = 1,993∙10–26 кг;

ma (H) = 1.67∙10–27 кг.

Понятно, что выражать массы атомов в килограммах или граммах неудобно из-за очень малых значений.

Атомная масса – число, которое показывает, во сколько раз масса атома данного элемента больше массы какого-то стандартного атома (или его части), принятой за единицу*. В качестве стандартного атома для определения атомных масс с 1961 г. принят изотоп углерода-12 (12С). За единицу атомной массы принята масса 1/12 части изотопа углерода-12.Она называется атомной единицей массы (а.е.м.), иногда – углеродной единицей (у.е.), и равна

1 а.е.м. = 1,667∙10–27 кг.

Относительную атомную массу (Аr) любого химического элемента можно вычислить, разделив абсолютную массу этого элемента на 1 а.е.м., согласно формуле Аr(Х) = ma (Х)/ 1 а.е.м., например:

Аr(С) = ma (С)/ 1 а.е.м. = 1,993∙10–26 кг /1,667∙10–27 кг ≈ 12;

Аr(О) = ma (О)/ 1 а.е.м. = 2,667∙10–26 кг /1,667∙10–27 кг ≈16;




Аr(Н) = ma (H)/ 1 а.е.м. = 1.67∙10–27 кг / 1,667∙10–27 кг ≈ 1.

 

* Масса и вес – это разные понятия. Вес любого предмета уменьшается по мере удаления от поверхности Земли, а масса его остается неизменной. Удаленные в космос тела вообще не имеют веса («состояние невесомости»), но имеют ту же массу, что и на Земле. В старых учебниках используется термин «атомный вес».

Для молекул: относительной молекулярной массой называется масса молекулы, выраженная в а.е.м. Относительная молекулярная масса какого-либо вещества равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав этой молекулы.

Например, Аr(О) равна 16, Аr(Н) равна 1, следовательно, относительная молекулярная масса Мr молекулы воды будет равна

Мr2О) = 2∙ Аr(Н) + Аr(О) = 2∙1 + 16 = 18 а.е.м.

На практике мы не встречаемся с отдельными атомами или молекулами, поэтому в химии часто используют понятие – количество вещества, которое подразумевает число структурных единиц (атомов, молекул, ионов и др.частиц), образующих данное вещество. Обозначают количество вещества латинской буквой n или греческой буквой ν.

За единицу количества вещества принят 1 моль (от латинского moles – масса) – такое количество вещества, которое содержит столько же структурных единиц (атомов, молекул, ионов …), сколько содержится атомов в 12 граммах чистого изотопа углерода-12, а именно 6,02∙1023. Число атомов в 12 граммах (0,012 кг) углерода равно



0,012 (кг/моль) /1,993∙10–26 (кг) = 6,02∙1023 моль–1.

Это число называется числом Авогадро (или постоянной Авогадро) и обозначают символом NА. Таким образом, один моль любого вещества содержит 6,02∙1023 молекул, атомов или других структурных единиц, например:

1 моль алюминия Al содержит 6,02∙1023 атомов алюминия;

1 моль хлора Сl2 cодержит 6,02∙1023 молекул Сl2, но атомов Сl здесь будет в два раза больше, т.к. молекула хлора является двухатомной;

1 моль воды Н2О содержит 6,02∙1023 молекул Н2О.

Массу 1 моль данного вещества называют молярной массой, обозначают символом М и выражают в кг/моль или г/моль. Молярная масса – это величина, равная отношению массы вещества к количеству этого вещества М = m / ν; численно совпадает с относительной молекулярной массой вещества Мr или с относительной атомной массой Аr (если вещество состоит из атомов):

Натрий Na Аr = 23 М = 23 г/моль

Хлор Cl2 Мr = 71 М = 71 г/моль

Хлорид натрия NaCl Мr = 58,5 М = 58,5 г/моль

Следовательно, в 23 г натрия содержится 6,02∙1023 атомов натрия, в 18 г воды Н2О содержится 6,02∙1023 молекул Н2О.



Сейчас читают про: