واحد جرم اتمی را تعریف کنید. واحد جرم اتمی ابعاد و جرم مولکول ها

واحد جرم اتمی(تعیین آ. خوردناو است دالتون, - یک واحد جرم خارج از سیستم است که برای جرم مولکول ها، اتم ها، هسته های اتمی و ذرات بنیادی استفاده می شود. برای استفاده توسط IUPAP در سال 1960 و IUPAC در سال 1961 توصیه شده است. اصطلاحات انگلیسی رسما توصیه می شود واحد جرم اتمی (a.m.u.)و دقیق تر - واحد جرم اتمی یکپارچه (u.a.m.u.)(یک واحد جرم اتمی جهانی است، اما در منابع علمی و فنی روسی زبان کمتر استفاده می شود).

واحد اتمیجرم از طریق جرم هسته کربن 12 C. 1 a بیان می شود. e.m برابر با یک دوازدهم جرم این هسته در هسته و اتم حالت طبیعی. در سال 1997 در ویرایش دوم کتابچه راهنمای شرایط IUPAC تأسیس شد. مقدار عددی 1 a. e.m ≈ 1.6605402 (10) ∙ 10 -27 کیلوگرم ≈ 1.6605402 (10) ∙ 10 -24 گرم.

از سوی دیگر، 1 a. e.m متقابل عدد آووگادرو است، یعنی 1/N A گرم این انتخاب واحد جرم اتمی از این نظر راحت است که جرم مولی یک عنصر، که بر حسب گرم در مول بیان می شود، دقیقاً با جرم یک اتم منطبق است. عنصر، بیان شده در A. خوردن

داستان

مفهوم جرم اتمی توسط جان دالتون در سال 1803 معرفی شد مقیاس هیدروژنی). در سال 1818، برزلیوس جدولی از جرم اتمی نسبت به جرم اتمی اکسیژن منتشر کرد که 103 در نظر گرفته شد. سیستم جرم اتمی برزلیوس تا دهه 1860، زمانی که شیمیدانان دوباره مقیاس هیدروژن را پذیرفتند، غالب بود. اما در سال 1906 به مقیاس اکسیژن روی آوردند که بر اساس آن 16/1 جرم اتمی اکسیژن به عنوان واحد جرم اتمی در نظر گرفته شد. پس از کشف ایزوتوپ های اکسیژن (16 O، 17 O، 18 O)، توده های اتمی در دو مقیاس نشان داده شدند: شیمیایی، که بر اساس 1/16 قسمت بود. وزن متوسطاتم اکسیژن طبیعی، و فیزیکی با واحد جرم برابر با 1/16 جرم اتم نوکلید 16 O. استفاده از دو مقیاس دارای معایبی بود که در نتیجه در سال 1961 آنها به یک مقیاس تک کربنی

واحد جرم اتمی شماره آووگادرو

ماده از مولکول ها تشکیل شده است. منظور ما از مولکول است کوچکترین ذره از این ماده، حفظ کردن خواص شیمیاییاز این ماده

خواننده: جرم مولکول ها با چه واحدی اندازه گیری می شود؟

نویسنده: جرم یک مولکول را می توان در هر واحد جرمی اندازه گیری کرد، به عنوان مثال در تن، اما از آنجایی که جرم مولکول ها بسیار کوچک است: ~10-23 گرم، پس برای راحتییک واحد ویژه معرفی کرد - واحد جرم اتمی(آ.م.).

واحد جرم اتمیمقداری برابر با امین جرم اتم کربن 6 C 12 نامیده می شود.

علامت 6 C 12 به این معنی است: یک اتم کربن با جرم 12 amu. و بار هسته ای - 6 هزینه های اولیه. به طور مشابه، 92 U 235 یک اتم اورانیوم با جرم 235 amu است. و بار هسته 92 بار اولیه، 8 O 16 یک اتم اکسیژن با جرم 16 amu و بار هسته 8 بار اولیه و غیره است.

خواننده: چرا به عنوان واحد جرم اتمی انتخاب شد؟ (اما نه یا ) بخشی از جرم یک اتم و به طور خاص کربن، و نه اکسیژن یا پلوتونیوم؟

به طور تجربی ثابت شده است که 1 گرم » 6.02×10 23 amu.

عددی که نشان می دهد چند برابر جرم 1 گرم از 1 amu بیشتر است نامیده می شود شماره آووگادرو: ن A = 6.02×10 23.

از اینجا

ن A × (1 amu) = 1 گرم (5.1)

با غفلت از جرم الکترون ها و تفاوت جرم پروتون و نوترون، می توان گفت که عدد آووگادرو تقریباً نشان می دهد که چند پروتون (یا تقریباً یک اتم هیدروژن) باید گرفته شود تا جرمی تشکیل شود. 1 گرم (شکل 5.1).

خال

جرم یک مولکول که بر حسب واحد جرم اتمی بیان می شود، نامیده می شود وزن مولکولی نسبی .

تعیین شده است آقای(r- از نسبی - نسبی)، به عنوان مثال:

12:00 = 235:00

بخشی از یک ماده که دارای همان تعداد گرم از یک ماده معین به اندازه تعداد واحدهای جرم اتمی موجود در یک مولکول یک ماده باشد، نامیده می شود. نماز خواندن(1 مول).

به عنوان مثال: 1) وزن مولکولی نسبی هیدروژن H2: بنابراین، 1 مول هیدروژن دارای جرم 2 گرم است.

2) وزن مولکولی نسبی دی اکسید کربن CO 2:

12 آمو + 2×16 بامداد = 44 آمو

بنابراین، 1 مول CO 2 دارای جرم 44 گرم است.

بیانیه.یک مول از هر ماده حاوی همان تعداد مولکول است: ن A = 6.02×10 23 عدد.

اثبات. جرم مولکولی نسبی یک ماده را در نظر بگیرید آقای(صبح) = آقای× (1 آمو). سپس طبق تعریف، 1 مول از یک ماده معین دارای جرم است آقای(g) = آقای× (1 گرم). اجازه دهید نتعداد مولکول ها در یک مول است، پس

ن×(جرم یک مولکول) = (جرم یک مول)،

مول واحد اندازه گیری پایه SI است.

اظهار نظر. یک مول را می توان متفاوت تعریف کرد: 1 مول است ن A = = 6.02×10 23 مولکول این ماده. سپس به راحتی می توان فهمید که جرم 1 مول برابر است آقای(G). در واقع، یک مولکول دارای جرم است آقای(a.u.m.)، یعنی.

(جرم یک مولکول) = آقای× (1 آمو)،

(جرم یک مول) = ن A × (جرم یک مولکول) =

= نیک × آقای× (1 آمو) = .

جرم 1 مول نامیده می شود جرم مولیاز این ماده

خواننده: اگر جرم را بگیرید تیماده ای که جرم مولی آن m است، آنگاه چند مول خواهد بود؟

به یاد داشته باشیم:

خواننده: m در چه واحدهای SI باید اندازه گیری شود؟

[m] = kg/mol.

به عنوان مثال، جرم مولی هیدروژن

جرم اتمیمجموع جرم همه پروتون‌ها، نوترون‌ها و الکترون‌هایی است که یک اتم یا مولکول را می‌سازند. در مقایسه با پروتون ها و نوترون ها، جرم الکترون ها بسیار کم است، بنابراین در محاسبات به آن توجه نمی شود. اگرچه این از نقطه نظر رسمی نادرست است، اما اغلب اینطور است این اصطلاحبرای نشان دادن میانگین جرم اتمی تمام ایزوتوپ های یک عنصر استفاده می شود. در واقع نسبی است جرم اتمی، همچنین به نام وزن اتمیعنصر وزن اتمی میانگین جرم اتمی تمام ایزوتوپ های یک عنصر موجود در طبیعت است. شیمیدانان هنگام انجام کار خود باید بین این دو نوع جرم اتمی تمایز قائل شوند - مثلاً یک مقدار جرم اتمی نادرست می تواند منجر به نتیجه نادرست برای بازده یک واکنش شود.

مراحل

یافتن جرم اتمی از جدول تناوبی عناصر

یاد بگیرید که جرم اتمی چگونه نوشته می شود.جرم اتمی، یعنی جرم از یک اتم معینیا مولکول ها را می توان در بیان کرد واحدهای استانداردسیستم های SI - گرم، کیلوگرم و غیره. با این حال، از آنجایی که توده های اتمی بیان شده در این واحدها بسیار کوچک هستند، اغلب در واحدهای جرم اتمی یکپارچه یا به اختصار amu نوشته می شوند. - واحدهای جرم اتمی یک واحد جرم اتمی برابر با 1/12 جرم ایزوتوپ استاندارد کربن-12 است.

• واحد جرم اتمی جرم را مشخص می کند یک مول از یک عنصر معین بر حسب گرم. این مقدار در محاسبات عملی بسیار مفید است، زیرا می توان از آن برای تبدیل آسان جرم استفاده کرد مقدار داده شدهاتم ها یا مولکول های یک ماده معین در مول، و بالعکس.

1. جرم اتمی را در جدول تناوبیمندلیف.در اکثریت جداول استانداردمندلیف شامل جرم اتمی (وزن اتمی) هر عنصر است. به طور معمول، آنها به عنوان یک عدد در پایین سلول عنصر، زیر حروف نشان دهنده عنصر شیمیایی فهرست می شوند. معمولاً این یک عدد کامل نیست، بلکه یک کسری اعشاری است.

   به یاد داشته باشید که جدول تناوبی میانگین جرم اتمی عناصر را نشان می دهد.همانطور که قبلا ذکر شد، جرم اتمی نسبی برای هر عنصر در جدول تناوبی، مقادیر متوسط ​​جرم همه ایزوتوپ های یک اتم است. این مقدار متوسط ​​برای بسیاری از اهداف عملی ارزشمند است: به عنوان مثال، در محاسبه جرم مولی مولکول های متشکل از چندین اتم استفاده می شود. با این حال، هنگامی که با اتم های منفرد سر و کار دارید، این مقدار معمولاً کافی نیست.

   • از آنجایی که میانگین جرم اتمی میانگین چندین ایزوتوپ است، مقدار نشان داده شده در جدول تناوبی چنین نیست دقیقمقدار جرم اتمی هر اتم منفرد
   • جرم اتمی هر اتم باید با در نظر گرفتن تعداد دقیق پروتون ها و نوترون ها در یک اتم محاسبه شود.

   محاسبه جرم اتمی یک اتم منفرد

   1. عدد اتمی یک عنصر معین یا ایزوتوپ آن را بیابید.عدد اتمی تعداد پروتون های موجود در اتم های یک عنصر است و هرگز تغییر نمی کند. به عنوان مثال، تمام اتم های هیدروژن، و فقطآنها یک پروتون دارند. عدد اتمی سدیم 11 است زیرا یازده پروتون در هسته خود دارد در حالی که عدد اتمی اکسیژن هشت است زیرا هشت پروتون در هسته خود دارد. شما می توانید عدد اتمی هر عنصر را در جدول تناوبی بیابید - تقریباً در تمام نسخه های استاندارد آن، این عدد در بالای نام حروف نشان داده شده است. عنصر شیمیایی. عدد اتمی همیشه یک عدد صحیح مثبت است.

      • فرض کنید به اتم کربن علاقه مندیم. اتم های کربن همیشه شش پروتون دارند، بنابراین می دانیم که عدد اتمی آن 6 است. علاوه بر این، می بینیم که در جدول تناوبی، در بالای سلول با کربن (C) عدد "6" است، که نشان می دهد اتمی عدد کربن شش است.
      • توجه داشته باشید که عدد اتمی یک عنصر به طور منحصر به فردی با جرم اتمی نسبی آن در جدول تناوبی مرتبط نیست. اگرچه، به خصوص برای عناصر بالای جدول، ممکن است به نظر برسد که جرم اتمی عنصر دو برابر آن است عدد اتمی، هرگز با ضرب عدد اتمی در دو محاسبه نمی شود.

   2. تعداد نوترون های هسته را بیابید.تعداد نوترون ها ممکن است برای آنها متفاوت باشد اتم های مختلفهمان عنصر وقتی دو اتم از یک عنصر با تعداد پروتون یکسان داشته باشند مقادیر مختلفنوترون ها هستند ایزوتوپ های مختلفاین عنصر بر خلاف تعداد پروتون ها که هرگز تغییر نمی کند، تعداد نوترون ها در اتم ها عنصر خاصاغلب می تواند تغییر کند، بنابراین میانگین جرم اتمی یک عنصر به صورت کسری اعشاری با مقداری بین دو عدد صحیح مجاور نوشته می شود.

      تعداد پروتون ها و نوترون ها را جمع کنید.این جرم اتمی این اتم خواهد بود. تعداد الکترون هایی را که هسته را احاطه کرده اند نادیده بگیرید - جرم کل آنها بسیار کوچک است، بنابراین آنها عملاً هیچ تأثیری بر محاسبات شما ندارند.

   محاسبه جرم اتمی نسبی (وزن اتمی) یک عنصر

   1. تعیین کنید کدام ایزوتوپ در نمونه وجود دارد.شیمیدانان اغلب با استفاده از نسبت ایزوتوپی یک نمونه خاص را تعیین می کنند دستگاه خاصطیف سنج جرمی نامیده می شود. با این حال، در آموزش، این داده ها در تکالیف، تست ها و غیره در قالب مقادیر برگرفته از ادبیات علمی در اختیار شما قرار می گیرد.

      • در مورد ما، بیایید بگوییم که با دو ایزوتوپ روبرو هستیم: کربن-12 و کربن-13.

   2. تعريف كردن محتوای نسبیهر ایزوتوپ در نمونهبرای هر عنصر، ایزوتوپ های مختلف در نسبت های مختلف رخ می دهد. این نسبت ها تقریباً همیشه به صورت درصد بیان می شوند. برخی از ایزوتوپ ها بسیار رایج هستند، در حالی که برخی دیگر بسیار نادر هستند - گاهی اوقات آنقدر نادر هستند که تشخیص آنها دشوار است. این مقادیر را می توان با استفاده از طیف سنجی جرمی تعیین کرد یا در کتاب مرجع یافت.

      • بیایید فرض کنیم که غلظت کربن 12 99 درصد و کربن 13 1 درصد است. سایر ایزوتوپ های کربن واقعاوجود دارد، اما در مقادیر آنقدر کم که در این موردمی توان آنها را نادیده گرفت.

   3. جرم اتمی هر ایزوتوپ را در غلظت آن در نمونه ضرب کنید.جرم اتمی هر ایزوتوپ را در آن ضرب کنید درصد(به صورت اعشاری بیان می شود). برای تبدیل بهره به اعشاری، به سادگی آنها را بر 100 تقسیم کنید. غلظت های حاصل همیشه باید به 1 برسد.

      • نمونه ما حاوی کربن 12 و کربن 13 است. اگر کربن 12 99 درصد نمونه و کربن 13 1 درصد را تشکیل دهد، 12 (جرم اتمی کربن 12) را در 0.99 و 13 (جرم اتمی کربن 13) را در 0.01 ضرب کنید.
      • کتاب های مرجع می دهد درصدها، بر اساس مقادیر شناخته شده همه ایزوتوپ های یک عنصر معین. اکثر کتاب های شیمی این اطلاعات را به صورت جدول در انتهای کتاب آورده اند. برای نمونه مورد مطالعه، غلظت نسبی ایزوتوپ ها را نیز می توان با استفاده از طیف سنج جرمی تعیین کرد.

   4. نتایج را جمع کنید.نتایج حاصل از ضرب را که در مرحله قبل به دست آوردید را جمع بندی کنید. در نتیجه این عملیات، جرم اتمی نسبی عنصر خود را خواهید یافت - مقدار متوسط ​​جرم اتمی ایزوتوپ های عنصر مورد نظر. هنگام در نظر گرفتن یک عنصر به عنوان یک کل، به جای ایزوتوپ خاص یک عنصر معین، این مقدار استفاده می شود.

      • در مثال ما، 12 x 0.99 = 11.88 برای کربن-12، و 13 x 0.01 = 0.13 برای کربن-13. جرم اتمی نسبی در مورد ما 11.88 + 0.13 = است 12,01 .
   • برخی ایزوتوپ ها نسبت به بقیه پایدارتر نیستند: آنها به اتم های عناصر با پروتون و نوترون کمتر در هسته تجزیه می شوند و ذرات تشکیل دهنده را آزاد می کنند. هسته اتمی. به چنین ایزوتوپ هایی رادیواکتیو می گویند.

شیمی علم مواد و تبدیل آنها به یکدیگر است.

مواد از نظر شیمیایی مواد خالص هستند

ماده شیمیایی خالص مجموعه ای از مولکول ها است که ترکیب کمی و کیفی یکسان و ساختار یکسانی دارند.

CH 3 -O-CH 3 -

CH 3 -CH 2 -OH

مولکول - کوچکترین ذرات یک ماده که تمام خواص شیمیایی آن را دارد. یک مولکول از اتم تشکیل شده است.

اتم یک ذره شیمیایی غیرقابل تقسیم است که مولکول ها از آن تشکیل می شوند. (برای گازهای نجیب، مولکول و اتم یکسان هستند، He، Ar)

اتم یک ذره خنثی الکتریکی است که از یک هسته با بار مثبت تشکیل شده است که الکترون های دارای بار منفی بر اساس قوانین کاملاً تعریف شده خود در اطراف آن توزیع می شوند. علاوه بر این، بار کل الکترون ها برابر با شارژهسته ها

هسته یک اتم از پروتون های با بار مثبت (p) و نوترون ها (n) تشکیل شده است که هیچ باری را حمل نمی کنند. نام رایج نوترون ها و پروتون ها نوکلئون است. جرم پروتون و نوترون تقریباً یکسان است.

الکترون ها (e -) بار منفی برابر با بار یک پروتون دارند. جرم e تقریباً 0.05 درصد جرم پروتون و نوترون است. بنابراین، کل جرم یک اتم در هسته آن متمرکز است.

عدد p در یک اتم، برابر با بار هسته، شماره سریال (Z) نامیده می شود، زیرا اتم از نظر الکتریکی خنثی است، عدد e برابر با عدد p است.

عدد جرمی (A) یک اتم مجموع پروتون ها و نوترون های هسته است. بر این اساس، تعداد نوترون های یک اتم برابر است با اختلاف A و Z (عدد جرمی اتم و عدد اتمی (N=A-Z).

17 35 Cl р=17، N=18، Z=17. 17р + , 18n 0 , 17е - .

نوکلئون ها

خواص شیمیایی اتم ها با ساختار الکترونیکی آنها (تعداد الکترون) تعیین می شود که برابر است با شماره سریالاتم ها (بار هسته ای). بنابراین، همه اتم‌هایی که بار هسته‌ای یکسان دارند، رفتار شیمیایی یکسانی دارند و به عنوان اتم‌های یک عنصر شیمیایی محاسبه می‌شوند.

یک عنصر شیمیایی مجموعه ای از اتم ها با بار هسته ای یکسان است. (110 عنصر شیمیایی).

اتم ها که بار هسته ای یکسانی دارند، می توانند از نظر تعداد جرمی متفاوت باشند که با تعداد متفاوتی از نوترون ها در هسته آنها مرتبط است.

اتم هایی با Z یکسان اما متفاوت هستند عدد جرمیایزوتوپ نامیده می شوند.

17 35 Cl 17 37 Cl

ایزوتوپ های هیدروژن H:

نامگذاری: 1 1 N 1 2 D 1 3 T

نام: پروتیوم دوتریوم تریتیوم

ترکیب هسته: 1р 1р+1n 1р+2n

پروتیوم و دوتریوم پایدار هستند

تریتیوم تجزیه می شود (رادیواکتیو) در بمب های هیدروژنی استفاده می شود.

واحد جرم اتمی شماره آووگادرو مول.

جرم اتم ها و مولکول ها بسیار کوچک است (تقریباً 10-28 تا 10-24 گرم) به منظور نمایش عملی این جرم ها، توصیه می شود واحد اندازه گیری خود را معرفی کنید، که منجر به یک مقیاس راحت و آشنا می شود.

از آنجایی که جرم یک اتم در هسته آن متشکل از پروتون ها و نوترون هایی با جرم تقریبا مساوی متمرکز است، منطقی است که جرم یک نوکلئون را به عنوان واحد جرم اتمی در نظر بگیریم.

ما موافقت کردیم که یک دوازدهم ایزوتوپ کربن را که ساختار متقارن هسته دارد (6p+6n) به عنوان واحد جرم اتم ها و مولکول ها در نظر بگیریم. این واحد واحد جرم اتمی (amu) نامیده می شود که از نظر عددی برابر با جرم یک نوکلئون است. در این مقیاس، جرم اتم ها نزدیک به مقادیر صحیح هستند: He-4; ال-27; Ra-226 a.u.m……

بیایید جرم 1 amu را بر حسب گرم محاسبه کنیم.

1/12 (12 C) = = 1.66 * 10 -24 g/a.u.m

بیایید محاسبه کنیم که در 1 گرم چند آمو وجود دارد.

ن آ = 6.02 *-شماره آووگادرو

نسبت حاصل را عدد آووگادرو می نامند و نشان می دهد که در 1 گرم چند آمو وجود دارد.

جرم های اتمی ارائه شده در جدول تناوبی بر حسب amu بیان می شود

جرم مولکولی جرم یک مولکول است که بر حسب آمو بیان می شود و به صورت مجموع جرم تمام اتم هایی که یک مولکول معین را تشکیل می دهند یافت می شود.

m(1 مولکول H 2 SO 4) = 1 * 2 + 32 * 1 + 16 * 4 = 98 a.u.

برای انتقال از a.u.m به 1 گرم که عملاً در شیمی استفاده می شود، یک محاسبه بخشی از مقدار یک ماده معرفی شد که هر قسمت حاوی عدد N A است. واحدهای ساختاری(اتم ها، مولکول ها، یون ها، الکترون ها). در این حالت، جرم چنین قسمتی به نام 1 مول که بر حسب گرم بیان می شود، از نظر عددی برابر با جرم اتمی یا مولکولی است که بر حسب amu بیان می شود.

بیایید جرم 1 مول H 2 SO 4 را پیدا کنیم:

M(1 مول H 2 SO 4) =

98a.u.m*1.66**6.02*=

همانطور که مشاهده می شود، مولکولی و جرم مولیاز نظر عددی برابر است

1 خال- مقدار یک ماده حاوی تعداد واحدهای ساختاری آووگادرو (اتم ها، مولکول ها، یون ها).

وزن مولکولی (M)- جرم 1 مول از یک ماده، بیان شده در گرم.

مقدار ماده - V (مول)؛ جرم ماده m(g)؛ جرم مولی M(g/mol) - مربوط به رابطه: V=;

2H 2 O + O 2 2H 2 O

2 مول 1 مول

2. قوانین اساسی شیمی

قانون ثبات ترکیب یک ماده - یک ماده شیمیایی خالص، صرف نظر از روش تهیه، همیشه دارای یک ترکیب کیفی و کمی ثابت است.

CH3+2O2=CO2+2H2O

NaOH+HCl=NaCl+H2O

موادی با ترکیب ثابت دالتونیت نامیده می شوند. به عنوان یک استثنا، موادی با ترکیب بدون تغییر شناخته می شوند - برتولیت ها (اکسیدها، کاربیدها، نیتریدها)

قانون بقای جرم (لومونوسوف) - جرم موادی که وارد واکنش می شوند همیشه برابر با جرم محصولات واکنش است. از این نتیجه می شود که اتم ها در طی واکنش ناپدید نمی شوند و از یک ماده به ماده دیگر منتقل نمی شوند. این مبنایی برای انتخاب ضرایب در معادله یک واکنش شیمیایی است.

قانون معادل - در واکنش های شیمیاییمواد واکنش می دهند و در مقادیر برابر با معادل آن تشکیل می شوند (چقدر معادل از یک ماده مصرف می شود، دقیقاً همان تعداد معادل مصرف می شود یا از ماده دیگر تشکیل می شود).

معادل مقدار ماده ای است که در طی یک واکنش، یک مول اتم H (یون) را اضافه، جایگزین یا آزاد می کند، جرم معادل که بر حسب گرم بیان می شود، جرم معادل (E) نامیده می شود.

قوانین گاز

قانون دالتون - فشار کل یک مخلوط گاز برابر است با مجموع فشارهای جزئی همه اجزای مخلوط گاز.

قانون آووگادرو: حجم مساوی از گازهای مختلف در شرایط یکسان حاوی تعداد مساوی مولکول است.

نتیجه: یک مول از هر گاز در شرایط عادی (t=0 درجه یا 273K و P=1 اتمسفر یا 101255 پاسکال یا 760 میلی متر جیوه کل.) V=22.4 لیتر را اشغال می کند.

V که یک مول گاز را اشغال می کند، حجم مولی Vm نامیده می شود.

با دانستن حجم گاز (مخلوط گاز) و Vm در شرایط داده شده، محاسبه مقدار گاز (مخلوط گاز) =V/Vm آسان است.

معادله مندلیف-کلاپیرون مقدار گاز را به شرایطی که در آن یافت می شود مرتبط می کند. pV=(m/M)*RT= *RT

هنگام استفاده از این معادله، تمام مقادیر فیزیکی باید در SI بیان شوند: فشار گاز p (پاسکال)، حجم V-گاز (لیتر)، جرم M-گاز (کیلوگرم)، جرم مولی M (kg/mol)، T- دما در مقیاس مطلق (K)، مقدار Nu گاز (مول)، ثابت R-گاز = 8.31 J/(mol*K).

د - چگالی نسبی یک گاز در مقایسه با گاز دیگر - نسبت گاز M به گاز M که به عنوان استاندارد انتخاب شده است، نشان می دهد که چند بار یک گاز از گاز دیگر سنگین تر است D = M1 / ​​M2.

روشهای بیان ترکیب مخلوطی از مواد.

کسر جرمی W - نسبت جرم ماده به جرم کل مخلوط W=((مخلوط متر)/(محلول متر))*100%

کسر مولی æ نسبت تعداد مواد به تعداد کل همه مواد است. در مخلوط

بیشتر عناصر شیمیایی در طبیعت به صورت مخلوطی از ایزوتوپ های مختلف وجود دارند. با دانستن ترکیب ایزوتوپی یک عنصر شیمیایی که در کسرهای مولی بیان می شود، مقدار میانگین وزنی جرم اتمی این عنصر محاسبه می شود که به ISHE تبدیل می شود. А= Σ (æi*Аi)= æ1*А1+ æ2*А2+…+ æn*Аn، که در آن æi کسر مولی ایزوتوپ i-ام است، Ai جرم اتمی ایزوتوپ i-ام است.

کسر حجمی (φ) نسبت Vi به حجم کل مخلوط است. φi=Vi/VΣ

با دانستن ترکیب حجمی مخلوط گاز، Mav مخلوط گاز محاسبه می شود. Мср= Σ (φi*Mi)= φ1*М1+ φ2*М2+…+ φn*Мn

ترکیب مواد پیچیده است، اگرچه آنها توسط ذرات کوچک - اتم ها، مولکول ها، یون ها تشکیل می شوند. بسیاری از مایعات و گازها و همچنین برخی از جامدات. فلزات و بسیاری از نمک ها از اتم ها و یون های باردار تشکیل شده اند. همه ذرات جرم دارند، حتی کوچکترین آنها، اگر بر حسب کیلوگرم بیان شوند، بسیار زیاد می شود ارزش کوچک. به عنوان مثال، m (H 2 O) = 30. 10-27 کیلوگرم. چنین مهمترین ویژگی هاموادی مانند جرم و اندازه ریز ذرات برای مدت طولانی توسط فیزیکدانان و شیمیدانان مورد مطالعه قرار گرفته اند. پایه ها در آثار میخائیل لومونوسوف گذاشته شد و بگذارید ببینیم که چگونه دیدگاه ها در مورد جهان خرد از آن زمان تغییر کرده است.

ایده های لومونوسوف در مورد "جسم ها"

دانشمندان گسسته را پیشنهاد کرده اند یونان باستان. در آن زمان نام "اتم" به کوچکترین آنها داده شد ذره غیر قابل تقسیماجسام، "آجر" جهان. محقق بزرگ روسی M.V با وسایل فیزیکیذره ساختار ماده - یک جسم. بعدها، در آثار دانشمندان دیگر، آن را "مولکول" نامیدند.

جرم یک مولکول و همچنین ابعاد آن توسط خواص اتم های تشکیل دهنده آن تعیین می شود. برای مدت طولانیدانشمندان قادر به نگاه کردن به اعماق ریزجهان نبودند، که مانع توسعه شیمی و فیزیک شد. لومونوسوف مکرراً از همکارانش خواست مطالعه کنند و در کار خود به داده های کمی دقیق - "اندازه گیری و وزن" تکیه کنند. به لطف کار شیمیدان و فیزیکدان روسی، پایه های دکترین ساختار ماده گذاشته شد که تبدیل به بخشی جدایی ناپذیرنظریه مولکولی مولکولی هماهنگ

اتم ها و مولکول ها "بلوک های سازنده جهان" هستند

حتی اجسام کوچک از نظر میکروسکوپی پیچیده هستند خواص مختلف. ذراتی مانند اتم ها توسط یک هسته و لایه های الکترونیکی، در تعداد مثبت و بارهای منفی، شعاع ، جرم اتم ها و مولکول ها به صورت مجزا در ترکیب مواد وجود ندارند نقاط قوت مختلف. تأثیر نیروهای جاذبه بیشتر در مواد جامددر مایعات ضعیف تر است، تقریباً در مواد گازی احساس نمی شود.

واکنش های شیمیایی با تخریب اتم ها همراه نیست. اغلب آنها مرتب می شوند و مولکول دیگری ظاهر می شود. جرم یک مولکول به این بستگی دارد که از چه اتمی تشکیل شده است. اما با وجود تمام تغییرات، اتم ها از نظر شیمیایی غیرقابل تقسیم باقی می مانند. اما آنها می توانند بخشی از مولکول های مختلف باشند. در این حالت، اتم ها خواص عنصری را که به آن تعلق دارند حفظ می کنند. قبل از تجزیه شدن به اتم، یک مولکول تمام خصوصیات یک ماده را حفظ می کند.

یک ریز ذره از ساختار بدن یک مولکول است. جرم مولکولی

برای اندازه گیری جرم اجسام ماکروسکوپی از ابزارهایی استفاده می شود که قدیمی ترین آنها ترازو است. به دست آوردن نتیجه اندازه گیری در کیلوگرم راحت است، زیرا این واحد اصلی است سیستم بین المللیمقادیر فیزیکی (SI). برای تعیین جرم یک مولکول بر حسب کیلوگرم، باید جرم اتمی را با در نظر گرفتن تعداد ذرات جمع کرد. برای راحتی، یک واحد جرم ویژه - اتمی - معرفی شد. می توان آن را در قالب نوشت مخفف نامه(آ.م). این واحد معادل یک دوازدهم جرم هسته کربن 12 C است.

اگر مقدار یافت شده را در واحدهای استاندارد بیان کنیم، 1.66 به دست می آید. 10-27 کیلوگرم. این عمدتاً فیزیکدانان هستند که با چنین شاخص های کوچکی برای جرم اجسام کار می کنند. این مقاله جدولی را ارائه می دهد که از آن می توانید دریابید که جرم اتمی برخی از عناصر شیمیایی چقدر است. برای اینکه بفهمید جرم یک بر حسب کیلوگرم چقدر است، جرم اتمی این عنصر شیمیایی را که در جدول آورده شده در دو ضرب کنید. در نتیجه جرم یک مولکول متشکل از دو اتم را بدست می آوریم.

وزن مولکولی نسبی

انجام محاسبات با مقادیر بسیار کم دشوار است، ناخوشایند است، منجر به مصرف زمان و خطا می شود. همانطور که برای جرم ریز ذرات، عملکرد از موقعیت سختاصطلاح آشنا برای شیمیدانان از دو کلمه تشکیل شده است - "جرم اتمی"، نام آن Ar است. مفهومی مشابه برای آن معرفی شد وزن مولکولی(همان جرم مولکول). فرمول اتصال دو کمیت: Mr = m(in-va)/1/12 m(12 C).

شنیدن اینکه مردم می گویند "وزن مولکولی" غیر معمول نیست. این اصطلاح قدیمی هنوز در رابطه با جرم یک مولکول استفاده می شود، اما کمتر و کمتر. واقعیت این است که وزن چیز دیگری است کمیت فیزیکی- نیرویی که به بدن بستگی دارد. برعکس، جرم به عنوان یک مشخصه ثابت برای ذرات شرکت کننده عمل می کند فرآیندهای شیمیاییو با سرعت معمولی حرکت کنید.

چگونه جرم یک مولکول را تعیین کنیم

تعیین دقیق وزن یک مولکول با استفاده از یک دستگاه - یک طیف سنج جرمی انجام می شود. برای حل مسائل می توانید از اطلاعات جدول تناوبی استفاده کنید. به عنوان مثال، جرم یک مولکول اکسیژن 16 است. 2 = 32. بیایید محاسبات ساده انجام دهیم و مقدار Mr(H 2 O) - وزن مولکولی نسبی آب را پیدا کنیم. با استفاده از جدول تناوبی، تعیین می کنیم که جرم یک اتم اکسیژن 16 و جرم یک اتم هیدروژن 1 است. بیایید محاسبات ساده را انجام دهیم: Mr (H 2 O) = 1. 2 + 16 = 18، که در آن M r وزن مولکولی است، H 2 O یک مولکول آب است، H نماد عنصر هیدروژن است، O است علامت شیمیاییاکسیژن.

توده های ایزوتوپی

عناصر شیمیایی در طبیعت و فناوری به شکل چندین نوع اتم - ایزوتوپ وجود دارد. هر یک از آنها یک جرم جداگانه دارد مقدار کسری. اما جرم اتمی یک عنصر شیمیایی اغلب عددی با چندین رقم اعشار است. محاسبات، شیوع هر رقم را در نظر می گیرد پوسته زمین. بنابراین، جرم اتم ها در جدول تناوبی همیشه اعداد کامل نیستند. با استفاده از چنین مقادیری برای محاسبات، جرم مولکول ها را به دست می آوریم که آنها نیز اعداد صحیح نیستند. در برخی موارد، مقادیر ممکن است گرد شوند.

جرم مولکولی مواد با ساختار غیر مولکولی

ابعاد و جرم مولکول ها

در میکروگراف های الکترونی مولکول های بزرگ می توان دید اتم های منفرد، اما آنقدر کوچک هستند که با میکروسکوپ معمولی قابل مشاهده نیستند. اندازه خطی یک ذره از هر ماده، مانند جرم، یک مشخصه ثابت است. قطر یک مولکول به شعاع اتم های تشکیل دهنده آن و جاذبه متقابل آنها بستگی دارد. اندازه ذرات با افزایش تعداد پروتون ها تغییر می کند سطوح انرژی. اتم هیدروژن کوچکترین اندازه است، شعاع آن فقط 0.5 است. 10-8 سانتی متر اتم اورانیوم سه بار بیشتر از یک اتمهیدروژن "غول" واقعی ریزجهان مولکول ها هستند مواد آلی. بنابراین، بعد خطییکی از ذرات پروتئین برابر با 44 است. 10-8 سانتی متر

به طور خلاصه: جرم مولکول ها مجموع جرم اتم هایی است که ترکیب آنها را تشکیل می دهند. قدر مطلقبر حسب کیلوگرم را می توان با ضرب مقدار وزن مولکولی موجود در جدول تناوبی در مقدار 1.66 بدست آورد. 10-27 کیلوگرم.

مولکول ها در مقایسه با ماکروبدی ها ناچیز هستند. به عنوان مثال، از نظر اندازه، یک مولکول آب H 2 O به همان اندازه کوچکتر از یک سیب است که این میوه از سیاره ما کوچکتر است.