Многие опыты показывают, что размер молекулы очень мал. Линейный размер молекулы или атома можно найти различными способами. Например, с помощью электронного микроскопа, получены фотографии некоторых крупных молекул, а с помощью ионного проектора (ионного микроскопа) можно не только изучить строение кристаллов, но определить расстояние между отдельными атомами в молекуле.
Используя достижения современной экспериментальной техники, удалось определить линейные размеры простых атомов и молекул, которые составляют около 10-8 см. Линейные размеры сложных атомов и молекул намного больше. Например, размер молекулы белка составляет 43*10-8 см.
Для характеристики атомов используют представление об атомных радиусах, которые дают возможность приближённо оценить межатомные расстояния в молекулах, жидкостях или твёрдых телах, так как атомы по своим размерам не имеют чётких границ. То есть атомный радиус – это сфера, в которой заключена основная часть электронной плотности атома (не менее 90…95%).
Размер молекулы настолько мал, что представить его можно только с помощью сравнений. Например, молекула воды во столько раз меньше крупного яблока, во сколько раз яблоко меньше земного шара.
Моль вещества
Массы отдельных молекул и атомов очень малы, поэтому в расчётах удобнее использовать не абсолютные значения масс, а относительные.
Относительная молекулярная масса (или относительная атомная масса) вещества Мr – это отношение массы молекулы (или атома) данного вещества к 1/12 массы атома углерода.
Мr = (m0) : (m0C / 12)
где m0 – масса молекулы (или атома) данного вещества, m0C – масса атома углерода.
Относительная молекулярная (или атомная) масса вещества показывает, во сколько раз масса молекулы вещества больше 1/12 массы изотопа углерода С12. Относительная молекулярная (атомная) масса выражается в атомных единицах массы.
Атомная единица массы – это 1/12 массы изотопа углерода С12. Точные измерения показали, что атомная единица массы составляет 1,660*10-27 кг, то есть
1 а.е.м. = 1,660 * 10-27 кг
Относительная молекулярная масса вещества может быть вычислена путём сложения относительных атомных масс элементов, входящих в состав молекулы вещества. Относительная атомная масса химических элементов указана в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.
В периодической системе Д.И. Менделеева для каждого элемента указана атомная масса, которая измеряется в атомных единицах массы (а.е.м.). Например, атомная масса магния равна 24,305 а.е.м., то есть магний в два раза тяжелее углерода, так как атомная масса углерода равна 12 а.е.м. (это следует из того, что 1 а.е.м. = 1/12 массы изотопа углерода, который составляет большую часть атома углерода).
Зачем измерять массу молекул и атомов в а.е.м., если есть граммы и килограммы? Конечно, можно использовать и эти единицы измерения, но это будет очень неудобно для записи (слишком много чисел придётся использовать для того, чтобы записать массу). Чтобы найти массу элемента в килограммах, нужно атомную массу элемента умножить на 1 а.е.м. Атомная масса находится по таблице Менделеева (записана справа от буквенного обозначения элемента). Например, вес атома магния в килограммах будет:
m0Mg = 24,305 * 1 a.e.м. = 24,305 * 1,660 * 10-27 = 40,3463 * 10-27 кг
Массу молекулы можно вычислить путём сложения масс элементов, которые входят в состав молекулы. Например, масса молекулы воды (Н2О) будет равна:
m0Н2О = 2 * m0H + m0O = 2 * 1,00794 + 15,9994 = 18,0153 a.e.м. = 29,905 * 10-27 кг
Количество вещества принято считать пропорциональным числу частиц. Количество вещества – это физическая величина, характеризующая относительное число молекул и атомов в теле. Единица количества вещества называется молем (моль).
Моль равен количеству вещества системы, в которой содержится столько же молекул, сколько содержится атомов в 0,012 кг углерода С12. То есть, если у нас есть система с каким-либо веществом, и в этой системе столько же молекул этого вещества, сколько атомов в 0,012 кг углерода, то мы можем сказать, что в этой системе у нас 1 моль вещества.
Постоянная Авогадро
Количество вещества ν равно отношению числа молекул в данном теле к числу атомов в 0,012 кг углерода, то есть количеству молекул в 1 моле вещества.
ν = N / NA
где N – количество молекул в данном теле, NA – количество молекул в 1 моле вещества, из которого состоит тело.
NA – это постоянная Авогадро. Количество вещества измеряется в молях.
Постоянная Авогадро – это количество молекул или атомов в 1 моле вещества. Эта постоянная получила своё название в честь итальянского химика и физика Амедео Авогадро (1776 – 1856).
В 1 моле любого вещества содержится одинаковое количество частиц.
NA = 6,02 * 1023 моль-1
Молярная масса – это масса вещества, взятого в количестве одного моля:
μ = m0 * NA
где m0 – масса молекулы.
Молярная масса выражается в килограммах на моль (кг/моль = кг*моль-1).
Молярная масса связана с относительной молекулярной массой соотношением:
μ = 10-3 * Mr [кг*моль-1]
Масса любого количества вещества m равна произведению массы одной молекулы m0 на количество молекул:
m = m0N = m0NAν = μν
Количество вещества равно отношению массы вещества к его молярной массе:
ν = m / μ
Массу одной молекулы вещества можно найти, если известны молярная масса и постоянная Авогадро:
m0 = m / N = m / νNA = μ / NA
Более точное определение массы атомов и молекул достигается при использовании масс-спректрометра – прибора, в котором происходит разделение пучком заряженных частиц в пространстве в зависимости от их массы заряда при помощи электрических и магнитных полей.
Для примера найдём молярную массу атома магния. Как мы выяснили выше, масса атома магния равна m0Mg = 40,3463 * 10-27кг. Тогда молярная масса будет:
μ = m0Mg * NA = 40,3463 * 10-27 * 6,02 * 1023 = 2,4288 * 10-2 кг/моль
То есть в одном моле «помещается» 2,4288 * 10-2 кг магния. Ну или примерно 24,28 грамм.
Как видим, молярная масса (в граммах) практически равна атомной массе, указанной для элемента в таблице Менделеева. Поэтому когда указывают атомную массу, то обычно делают так:
Атомная масса магния равна 24,305 а.е.м. (г/моль).
Можете посчитать молярную массу для различных элементов и убедиться в правоте этого утверждения. Для расчёта молярной массы можно использовать простой калькулятор, который находится внизу страницы:
Одной
из важнейших характеристик атомов
является его масса.
Абсолютной
называется масса атома, выраженная в
килограммах (граммах).
Абсолютная
масса атома (maтома)
величина чрезвычайно малая. Так, атом
легкого изотопа водорода (протия) имеет
массу 1,66 · 10–27
кг.
m(Н)
= 1,66 ·
10–27
кг, m(Н)
= 1,66 · 10–24
г,
атом
одного из изотопов кислорода имеет
массу 2,67 · 10–26
кг,
m(О) =
2,67 · 10–26
кг, m(О)
= 2,67 · 10–23
г,
атом
изотопа углерода 12С
имеет массу 1,99 · 10–26
кг,
m(С) =
1,99 · 10–26
кг, m(С)
= 1,99 · 10–23
г.
В
практических расчётах пользоваться
такими величинами крайне неудобно.
Поэтому обычно пользуются значениями
не абсолютных масс атомов, а значениями
относительных атомных
масс.
Относительная
атомная масса обозначается Ar,
индекс r – начальная буква
английского слова relative,
что значит относительный.
В
качестве единицы для измерения масс
атомов и молекул принята атомная
единица массы (а.е.м.).
Атомная
единица массы (а.е.м.) представляет собой
1/12 часть массы атома изотопа углерода
12С,
т.е.
а.е.м. = 
=
· 1,99 · 10–26
кг = 
· 1,99 · 10–23
г.
Относительная
атомная масса показывает, во сколько
раз масса атома данного элемента больше
1/12 части массы атома изотопа углерода
12С,
т. е. атомной единицы массы.
Относительная
атомная масса является безразмерной
величиной, но допускается обозначение
ее величины в атомных единицах массы
(а.е.м.). Например:
Таким
образом, значение относительной атомной
массы элемента водорода равно 1,001 или,
округленно,
Аr(Н)
≈ 1 а.е.м, а кислорода – Аr(O)
= 15,999 ≈ 16 а.е.м.
Значения
величин относительных атомных масс
элементов приведены в периодической
системе Д.И. Менделеева. Эти величины
представляют собой усредненное значение
массы атома какого-либо элемента с
учетом существующих в природе изотопов
этого элемента и их количества. Для
обычных расчетов следует пользоваться
округленными значениями относительных
атомных масс элементов (см.
табл. 4 приложения).
Аналогично
понятиям абсолютная масса атома и
относительная атомная масса можно
сформулировать понятия абсолютная
масса молекулы и относительная
молекулярная масса.
Абсолютная
масса молекулы (m)мол.
– масса
молекулы химического вещества, выраженная
в килограммах (граммах).
Относительная
молекулярная масса (Мr)
(или просто молекулярная масса) – масса
молекулы, выраженная в атомных единицах
массы.
Зная
химическую формулу соединения, можно
легко определить значение его молекулярной
массы, которая определяется как сумма
значений атомных масс всех элементов,
входящих в состав молекулы вещества.
Например,
относительная молекулярная масса серной
кислоты Мr(Н2SO4)
будет складываться из двух значений
относительных атомных масс элемента
водорода, одной относительной атомной
массы элемента серы и четырех относительных
атомных масс элемента кислорода:
Мr(Н2SO4)
= 2Аr (Н) + Аr
(S) + 4Аr(O)
= 2·1 + 32 + 4·16 = 98.
Таким
образом, значение молекулярной массы
серной кислоты равно 98 или 98 а.е.м.
Молекулярная
масса (относительная молекулярная
масса) показывает, во сколько раз масса
молекулы данного вещества больше 1/12
части массы атома углерода 12С.
В
приведенном выше примере значение
молекулярной массы серной кислоты равно
98 а.е.м., то есть молекула серной кислоты
имеет массу в 98 раз большую, чем 1/12 часть
массы атома углерода 12
С.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Абсолютная масса молекулы вещества В может быть рассчитана по уравнению [c.12]
Абсолютные массы атомов и молекул. Атомная единица массы. Относительная атомная масса. Относительная молекулярная масса и ее расчет. [c.7]
Задача 5. Определите абсолютную массу (гПщ) молекулы воды. [c.17]
Абсолютные массы молекул легко заменить через относительные молекулярные массы (см. , 3, гл. I). Молекулярный вес первого газа равен [c.116]
Рассчитайте абсолютную массу одной молекулы Вгз, Oj, NH3, H2SO4, Н2О, I2. [c.233]
Исходя из молярной массы и числа Авогадро, можно рассчитать абсолютные массы атомов и молекул по следующей формуле- [c.15]
Ответ Абсолютная масса молекулы воды равна ЗХ X 10-» г=3-10- кг. [c.17]
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). [c.8]
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 [c.37]
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.. [c.55]
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.) [c.34]
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. [c.10]
Как вычисляется абсолютная масса атомов и молекул Вычислить абсолютные массы атома меди и молекулы фосфори-стого водорода. [c.45]
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 [c.109]
Вычисленке абсолютных масс и объемов атомов и молекул [c.27]
Частное от деления абсолютной массы молекулы соединения или элемента на одну двенадцатую часть абсолютной массы атома изотопа углерода . Сумма атомных масс всех элементов молекулы. [c.105]
Такими же чрезвычайно малыми оказываются массы других атомов, а также молекул (абсолютная молекулярная масса обозначается тм), например, масса молекулы воды составляет [c.8]
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, однако теория открывала другой путь надо было как-то [c.64]
По химической формуле газообразного вещества можно определить некоторые его количественные характеристики процентный состав, молекулярный вес, плотность, относительную плотность по любому газу, абсолютную массу молекулы. [c.43]
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 [c.57]
Например, относительная молекулярная масса воды 18 (округленно) означает, что молекула воды в 18 раз тяжелее 1 2 части абсолютной массы атома углерода. [c.19]
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 [c.18]
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. [c.55]
Поскольку абсолютные массы атомов и молекул малы, обычно пользуются относительными массами. [c.396]
Кинетическую энергию двух молекул с массами и можно выразить через компоненты скоростей или через сами абсолютные скорости следующим образом [c.51]
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 [c.25]
Пример 8. Вычислите абсолютную массу молекулы серной кислоты в граммах. [c.9]
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. [c.6]
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. [c.9]
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) [c.194]
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. [c.9]
Относительная молекулярная масса химического соединения — ато число, показывающее, во сколько раз абсолютная масса одной молекулы атого соединения больше атомной единицы массы. [c.36]
Определение абсолютных масс атомов (а также масс молекул и их осколков) масс-спектроскопия. [c.396]
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 [c.421]
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, [c.28]
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. [c.7]
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. [c.214]
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 [c.13]
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. [c.21]
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 [c.43]
На основании проведенных опытов установлена явная зависимость между абсолютной массой продиффундировав-ших молекул аминокислот и их мЬлекулярными весами. [c.444]