Што ја одредува масата на атомот. Атомска маса. Релативна атомска маса - Хипермаркет на знаење. Наоѓање на атомска маса

Во процесот на развојот на науката, хемијата се соочила со проблемот на пресметување на количината на супстанција за спроведување на реакциите и супстанциите добиени во нивниот тек.

Денес за такви пресметки хемиска реакцијапомеѓу супстанциите и мешавините се користи вредноста на релативната атомска маса внесена во периодниот систем хемиски елементи D. I. Менделеев.

Хемиските процеси и влијанието на пропорцијата на елемент во супстанции врз текот на реакцијата

Современата наука, според дефиницијата за „релативна атомска маса на хемиски елемент“, значи колку пати масата на атомот на даден хемиски елемент е поголема од една дванаесетина од јаглеродниот атом.

Со доаѓањето на ерата на хемијата, потребата за прецизни дефинициинапредокот на хемиската реакција и нејзините резултати пораснаа.

Затоа, хемичарите постојано се обидувале да го решат проблемот со точните маси на елементите во една супстанција. Едно од најдобрите решенија во тоа време беше да се врзе за најлесниот елемент. И тежината на неговиот атом беше земена како една.

Историскиот тек на броењето на материјата

Првично се користеше водород, а потоа кислород. Но, овој метод на пресметка се покажа како неточен. Причината за тоа беше присуството на изотопи со маса од 17 и 18 во кислородот.

Затоа, имајќи мешавина од изотопи технички произведени се број различни од шеснаесет. Денес, релативната атомска маса на елементот се пресметува врз основа на тежината на јаглеродниот атом земена како основа, во сооднос 1/12.

Далтон ги постави темелите за релативната атомска маса на елементот

Само некое време подоцна, во 19 век, Далтон предложи да се извршат пресметки со користење на најлесниот хемиски елемент - водород. На предавањата пред своите студенти, тој покажа на фигури издлабени од дрво како атомите се поврзани. За други елементи, тој користел податоци претходно добиени од други научници.

Според експериментите на Лавоазие, водата содржи петнаесет проценти водород и осумдесет и пет проценти кислород. Со овие податоци, Далтон пресметал дека релативната атомска маса на елементот што ја сочинува водата, во овој случај кислородот, е 5,67. Грешката во неговите пресметки произлегува од фактот дека тој погрешно верувал во однос на бројот на атоми на водород во молекулата на водата.

Според неговото мислење, за секој атом на кислород имало по еден атом на водород. Користејќи ги податоците на хемичарот Остин дека амонијакот содржи 20 проценти водород и 80 проценти азот, тој ја пресметал релативната атомска маса на азот. Со овој резултат, тој дојде до интересен заклучок. Се покажа дека релативната атомска маса (формулата на амонијак погрешно е земена со една молекула водород и азот) е четири. Во своите пресметки, научникот се потпираше на периодичниот систем на Менделеев. Според анализата, тој пресметал дека релативната атомска маса на јаглеродот е 4,4, наместо претходно прифатените дванаесет.

И покрај неговите сериозни грешки, Далтон беше тој кој прв направи табела со некои елементи. Тој претрпе повеќекратни промени за време на животот на научникот.

Изотопската компонента на супстанцијата влијае на вредноста на точноста на релативната атомска тежина

Кога ги разгледувате атомските маси на елементите, ќе забележите дека точноста за секој елемент е различна. На пример, за литиум тој е четирицифрен, а за флуорот е осумцифрен.

Проблемот е што изотопската компонента на секој елемент е различна и не е константна. На пример, обичната вода содржи три вида изотопи на водород. Тие вклучуваат, покрај обичниот водород, деутериум и тритиум.

Релативната атомска маса на водородните изотопи е два и три, соодветно. „Тешката“ вода (формирана од деутериум и тритиум) испарува помалку лесно. Затоа, има помалку изотопи на вода во состојба на пареа отколку во течна состојба.

Селективност на живите организми на различни изотопи

Живите организми имаат селективно својство кон јаглеродот. Да изгради органски молекулисе користи јаглерод со релативна атомска маса од дванаесет. Затоа, супстанциите од органско потекло, како и голем број минерали како јагленот и нафтата, содржат помалку изотопска содржина од неорганските материјали.
Микроорганизмите кои обработуваат и акумулираат сулфур го оставаат зад себе изотопот на сулфур 32. Во областите каде бактериите не се обработуваат, процентот на изотоп на сулфур е 34, односно многу поголем. Врз основа на односот на сулфур во почвените карпи геолозите доаѓаат до заклучок за природата на потеклото на слојот - дали има магматска или седиментна природа.

Од сите хемиски елементи, само еден нема изотопи - флуор. Затоа, неговата релативна атомска маса е попрецизна од другите елементи.

Постоење на нестабилни материи во природата

За некои елементи, релативната маса е означена во квадратни загради. Како што можете да видите, тоа се елементите што се наоѓаат по ураниумот. Факт е дека тие немаат стабилни изотопи и се распаѓаат со ослободување на радиоактивно зрачење. Затоа, најстабилниот изотоп е означен во загради.

Со текот на времето, стана јасно дека е можно да се добие стабилен изотоп од некои од нив под вештачки услови. Беше неопходно да се сменат атомските маси на некои трансураниумски елементи во периодниот систем.

Во процесот на синтеза на нови изотопи и мерење на нивниот животен век, понекогаш беше можно да се откријат нуклиди со милиони пати подолг полуживот.

Науката не стои, постојано се откриваат нови елементи, закони и односи меѓу различните процеси во хемијата и природата. Затоа, во каква форма ќе се појават хемијата и периодичниот систем на хемиски елементи на Менделеев во иднина, сто години од сега, е нејасна и неизвесна. Но, би сакал да верувам дека делата на хемичарите акумулирани во изминатите векови ќе служат за ново, понапредно знаење за нашите потомци.

Една од главните карактеристики на секој хемиски елемент е неговата релативна атомска маса.

(Единица атомска маса е 1/12 од масата на јаглеродниот атом, чија маса се зема 12 аму и е1,66 10 24 Г.

Со споредување на масите на атомите на елементите по аму, се наоѓаат нумеричките вредности на релативната атомска маса (Ar).

Релативната атомска маса на елементот покажува колку пати масата на неговиот атом е поголема од 1/12 од масата на јаглеродниот атом.

На пример, за кислород Ar (O) = 15,9994, и за водород Ar (H) = 1,0079.

За молекули на едноставни и сложени материи, определи релативна молекуларна тежина,што е бројно еднакво на збирот на атомските маси на сите атоми што ја сочинуваат молекулата. На пример, молекуларната тежина на водата е H2O

Mg (H2O) = 2 1,0079 + 1 15,9994 = 18,0153.

Законот на Авогадро

Во хемијата, заедно со единиците за маса и волумен, се користи единица за количина на супстанција, наречена мол.

!MOL (v) - мерна единица за количеството на супстанција која содржи исто толку структурни единици (молекули, атоми, јони) колку што има атоми содржани во 0,012 kg (12 g) од јаглеродниот изотоп „C“.

Ова значи дека 1 мол од која било супстанција содржи ист број на структурни единици, еднаков на 6,02 10 23 . Оваа количина се нарекува Константа на Авогадро(ознака НА, димензија 1/мол).

Италијанскиот научник Амадео Авогадро поставил хипотеза во 1811 година, која подоцна била потврдена со експериментални податоци и потоа била наречена Законот на Авогадро.Тој привлече внимание на фактот дека сите гасови се подеднакво компресирани (законот Бојл-Мериот) и имаат исти коефициенти на термичка експанзија (законот на Геј-Лусак). Во врска со ова, тој предложи:

еднакви волумени на различни гасови во исти услови содржат ист број на молекули.

Под исти услови (обично зборуваме за нормални услови: апсолутниот притисок е 1013 милибари, а температурата е 0 ° C), растојанието помеѓу молекулите на сите гасови е исто, а волуменот на молекулите е занемарлив. Имајќи го предвид сето горенаведено, можеме да ја направиме следната претпоставка:

!ако еднакви волумени на гасови во исти услови содржатист број на молекули, тогаш масите што содржат ист број на молекули мора да имаат исти волумени.

Со други зборови,

Под исти услови, 1 мол од кој било гас зафаќа ист волумен. Во нормални услови, 1 мол од кој било гас зафаќа волумен v, еднакво на 22,4 l. Овој волумен се нарекувамоларен волумен на гас (димензија l/mol или m³ / mol).

Точната вредност на моларниот волумен на гасот во нормални услови (притисок 1013 милибари и температура 0 ° C) е 22,4135 ± 0,0006 l/mol. Под стандардни услови (т= + 15 ° C, притисок = 1013 mbar) 1 мол гас зафаќа волумен од 23,6451 литри, а прит=+20°C и притисок од 1013 mbar, 1 мол зафаќа волумен од околу 24,2 литри.

Во нумеричка смисла, моларната маса се совпаѓа со масите на атомите и молекулите (во аму) и со релативните атомски и молекуларни маси.

Следствено, 1 мол од која било супстанција има маса во грамови што е нумерички еднаква на молекуларната маса на оваа супстанција, изразена во единици на атомска маса.

На пример, M(O2) = 16 a. e.m. 2 = 32 a. e.m., значи, 1 мол кислород одговара на 32 g. Густините на гасовите измерени во исти услови се нарекуваат нивни моларни маси. Бидејќи при транспорт на течни гасови на носачи на гас, главен предмет на практични проблеми се молекуларните супстанции (течности, пареи, гасови), главните барани количини ќе бидат моларната маса. М(g/mol), количина на супстанција vво бенки и маса Тсупстанции во грамови или килограми.

Знаејќи ја хемиската формула на одреден гас, можете да решите некои практични проблеми што се јавуваат при транспорт на течни гасови.

Пример 1. Резервоарот на палубата содржи 22 тони течен етилен (СО2 Н4 ). Неопходно е да се утврди дали има доволно товар на бродот за да се разнесе низ три товарни резервоари со волумен од 5000 m 3 секој, ако по дувањето температурата на резервоарите е 0 ° C и притисокот е 1013 милибари.

1. Одредете ја молекуларната тежина на етилен:

M = 2 12,011 + 4 1,0079 = 28,054 g/mol.

2. Пресметајте ја густината на етиленската пареа во нормални услови:

ρ = M/V = 28,054: 22,4 = 1,232 g/l.

3. Најдете го волуменот на товарната пареа во нормални услови:

22∙10 6: 1.252= 27544 m3.

Вкупниот волумен на товарните резервоари е 15.000 m3. Следствено, има доволно товар на бродот за да се исчистат сите товарни резервоари со етиленска пареа.

Пример 2. Неопходно е да се одреди колку пропан (СО3 Н8 ) ќе бидат потребни за прочистување на товарни резервоари со вкупен капацитет од 8000 m 3, ако температурата на резервоарите е +15 ° C, а притисокот на пареата на пропан во резервоарот по завршувањето на прочистувањето нема да надмине 1013 милибари.

1. Одредете ја моларната маса на пропан СО3 Н8

М = 3 12,011 + 8 1,0079 = 44,1 g/mol.

2. Да ја одредиме густината на пареата на пропан по прочистувањето на резервоарите:

ρ = М: v = 44,1: 23,641 = 1,865 kg/m 3.

3. Знаејќи ја густината и волуменот на пареата, ја одредуваме вкупната количина на пропан потребна за прочистување на резервоарот:

m = ρ v = 1,865 8000 = 14920 kg ≈ 15 t.

За мерење на масата на атомот се користи релативна атомска маса, која се изразува во единици за атомска маса (аму). Релативната молекуларна тежина се состои од релативни атомски маси на супстанции.

Концепти

За да разберете која е релативната атомска маса во хемијата, треба да разберете дека апсолутната маса на атомот е премногу мала за да се изрази во грами, а уште помалку во килограми. Затоа, во современата хемија, 1/12 од масата на јаглеродот се зема како единица за атомска маса (аму). Релативната атомска маса е еднаква на односот на апсолутната маса до 1/12 од апсолутната маса на јаглеродот. Со други зборови, релативната маса одразува колку пати масата на атом на одредена супстанција надминува 1/12 од масата на јаглеродниот атом. На пример, релативната маса на азот е 14, т.е. Атомот на азот содржи 14 а. или 14 пати повеќе од 1/12 од јаглеродниот атом.

Ориз. 1. Атоми и молекули.

Меѓу сите елементи, водородот е најлесниот, неговата маса е 1 единица. Најтешките атоми имаат маса од 300 а. јадете.

Молекуларната маса е вредност која покажува колку пати масата на молекулата надминува 1/12 од масата на јаглеродот. Исто така изразено во а. e.m. Масата на молекулата е составена од масата на атомите, затоа, за да се пресмета релативната молекуларна маса, потребно е да се соберат масите на атомите на супстанцијата. На пример, релативната молекуларна тежина на водата е 18. Оваа вредност е збир на релативните атомски маси на два атоми на водород (2) и еден атом на кислород (16).

Ориз. 2. Јаглерод во периодниот систем.

Како што можете да видите, овие два концепта имаат неколку заеднички карактеристики:

• релативните атомски и молекуларни маси на супстанцијата се бездимензионални количини;
• релативната атомска маса е означена Ar, молекуларна маса - Mr;
• Мерната единица е иста во двата случаи - а. јадете.

Моларните и молекуларните маси се исти нумерички, но се разликуваат по димензија. Моларна маса е односот на масата на супстанцијата со бројот на молови. Ја одразува масата на еден крт, што е еднакво на бројот на Авогадро, т.е. 6,02 ⋅ 10 23 . На пример, 1 мол вода тежи 18 g/mol, а M r (H 2 O) = 18 a. e.m. (18 пати потешка од една единица атомска маса).

Како да се пресмета

За математички изразување на релативната атомска маса, треба да се утврди дека 1/2 дел од јаглеродот или една единица атомска маса е еднаква на 1,66⋅10 −24 g. Затоа, формулата за релативна атомска маса е следна:

A r (X) = m a (X) / 1,66⋅10 −24,

каде m a е апсолутната атомска маса на супстанцијата.

Релативната атомска маса на хемиски елементи е означена во периодниот систем на Менделеев, така што не треба да се пресметува независно при решавање на проблеми. Релативните атомски маси обично се заокружуваат на цели броеви. Исклучок е хлорот. Масата на неговите атоми е 35,5.

Треба да се напомене дека при пресметување на релативната атомска маса на елементите кои имаат изотопи, се зема предвид нивната просечна вредност. Атомската маса во овој случај се пресметува на следниов начин:

A r = ΣA r,i n i,

каде A r,i е релативната атомска маса на изотопи, n i е содржината на изотопите во природните мешавини.

На пример, кислородот има три изотопи - 16 O, 17 O, 18 O. Нивната релативна маса е 15,995, 16,999, 17,999, а нивната содржина во природните мешавини е 99,759%, 0,037%, 0,204%, соодветно. Поделувајќи ги процентите со 100 и заменувајќи ги вредностите, добиваме:

A r = 15,995 ∙ 0,99759 + 16,999 ∙ 0,00037 + 17,999 ∙ 0,00204 = 15,999 amu

Повикувајќи се на периодниот систем, лесно е да се најде оваа вредност во кислородната ќелија.

Ориз. 3. Периодичен систем.

Релативната молекуларна маса е збир од масите на атомите на супстанцијата:

При определување на вредноста на релативната молекуларна тежина, се земаат предвид индексите на симболите. На пример, пресметувањето на масата на H 2 CO 3 е како што следува:

M r = 1 ∙ 2 + 12 + 16 ∙ 3 = 62 a. јадете.

Знаејќи ја релативната молекуларна тежина, можете да ја пресметате релативната густина на еден гас од вториот, т.е. определи колку пати една гасовита супстанција е потешка од втората. За да го направите ова, користете ја равенката D (y) x = M r (x) / M r (y).

Што научивме?

Од час за 8 одделение научивме за релативната атомска и молекуларна маса. Единицата за релативна атомска маса се зема за 1/12 од масата на јаглеродот, еднаква на 1,66⋅10 −24 g За да се пресмета масата, потребно е апсолутната атомска маса на супстанцијата да се подели со единицата за атомска маса (аму). Релативната вредност на атомската маса е дадена во периодниот системМенделеев во секоја елементска ќелија. Молекуларната маса на супстанцијата е збир од релативните атомски маси на елементите.

Тест на темата

Евалуација на извештајот

Просечна оцена: 4.6. Вкупно добиени оценки: 219.

Инструкции

Единственото нешто што ќе ви треба е периодниот систем. Во него, на секој елемент му е доделено строго дефинирано место - „клетка“ или „ќелија“. Во која било ќелија има информации што ги содржат следните информации: елемент, кој се состои од една или две латински букви, редни (атомски), што одговара на бројот на протони во јадрото на атомот и големината на неговиот позитивен полнеж, распределбата на електрони меѓу електронските нивоа и поднивоа. И има уште една многу важна количина - истата атомска маса, што покажува колку пати атом од овој елемент е потежок од референтната јаглеродна единица.

Размислете за конкретен пример. Земете го алкалниот метал натриум, кој се наоѓа во Периодниот систем на број 11. Неговата релативна атомска маса означена дека е приближно 22,99 аму. (единици на атомска маса). Ова значи дека секој атом на натриум е приближно 22,99 пати потежок од референтната јаглеродна единица. Во круг, оваа вредност може да ја земеме како 23. Затоа, неговата маса е еднаква на 23 * 1,66 * 10 на моќноста од -24 = 3,818 * 10 до моќноста од -23 грама. Или 3,818*10 до моќност од -26 кг. Ја пресметавте апсолутната маса на атомот на натриум.

Но, се разбира, крајно е незгодно да се користат такви количини во пресметките. Затоа, по правило, се користат релативни атомски маси. И релативната атомска маса за истиот натриум е приближно 22,99 аму.

За кој било елемент во Периодниот систем, неговата релативна атомска маса е означена. Доколку се појави потреба, можете лесно да ја пресметате апсолутната атомска маса со множење на вредноста на релативната атомска маса со вредноста на јаглеродната единица (1,66 * 10 до моќност од -24 грама).

Видео на темата

Хемијата е егзактна наука, па кога се меша разни материисамо треба да ги знаете нивните прецизни пропорции. За да го направите ова, треба да бидете во можност да ја пронајдете масата на супстанцијата. Ова може да се направи различни начини, во зависност од тоа кои количини ги знаете.

Инструкции

Ако ја знаете вредноста на супстанцијата и нејзината количина, користете друга формула за да ја одредите масата на супстанцијата со множење на вредноста на количината на супстанцијата со нејзината моларна маса (m(x) = n*M). Ако количината на супстанцијата е непозната, но е даден бројот на молекули во неа, тогаш користете го Авогадроовиот број. Најдете ја количината на супстанцијата со делење на бројот на молекулите на супстанцијата (N) со бројот на Авогадро (NA=6,022x1023): n=N/NA и заменете ја во формулата погоре.

Да се ​​најде моларната маса комплексна супстанција, соберете ги атомските маси на сите вклучени во него. Земете атомски маси од табелата на Д.И. Менделеев во ознаките на соодветните елементи (за погодност, заоблени атомски маси до првото децимално место). Потоа продолжете со формулата со замена на вредноста на моларната маса во неа. Не заборавајте за индексите: во што е индексот на елементот хемиска формула(т.е. колку атоми има во една супстанција), атомската маса треба да се помножи со толку.

Ако треба да се справите со раствор, а го знаете масениот удел на саканата супстанција, за да ја одредите масата на оваа супстанца, помножете го масениот удел на супстанцијата со масата на целиот раствор и поделете го резултатот со 100% ( m(x) = w*m/100%).

Направете равенка за реакцијата на супстанцијата, од неа пресметајте ја количината на супстанцијата која е примена или потрошена, а потоа заменете ја добиената количина на супстанција во формулата што ви е дадена.