Kuidas määrata aatomi absoluutmassi. Aatomi-molekulaarteadus

Aatomitel on väga väike suurus ja väga väike mass. Kui väljendame keemilise elemendi aatomi massi grammides, on see arv, mille ees on pärast koma rohkem kui kakskümmend nulli. Seetõttu on aatomite massi mõõtmine grammides ebamugav.

Kui aga võtta ühikuks ükskõik milline väga väike mass, siis saab kõiki teisi väikeseid masse väljendada suhtena sellesse ühikusse. Aatommassi mõõtühikuks valiti 1/12 süsinikuaatomi massist.

1/12 süsinikuaatomi massist nimetatakse aatommassi ühik(a.e.m.).

Suhteline aatommass on väärtus, mis võrdub konkreetse keemilise elemendi aatomi tegeliku massi ja 1/12 süsinikuaatomi tegeliku massi suhtega. See on mõõtmeteta suurus, kuna kaks massi on jagatud.

A r = m at. / (1/12)m kaar.

Kuid absoluutne aatommass võrdne suhtelise väärtusega ja sellel on mõõtühik a.m.u.

See tähendab, et suhteline aatommass näitab, mitu korda on konkreetse aatomi mass suurem kui 1/12 süsinikuaatomist. Kui aatomil A on r = 12, siis on selle mass 12 korda suurem kui 1/12 süsinikuaatomi massist ehk teisisõnu on tal 12 aatommassiühikut. See võib juhtuda ainult süsiniku (C) endaga. Vesinikuaatomil (H) on A r = 1. See tähendab, et selle mass võrdub 1/12 süsinikuaatomi massiga. Hapniku (O) suhteline aatommass on 16 amu. See tähendab, et hapnikuaatom on 16 korda massiivsem kui 1/12 süsinikuaatomist, sellel on 16 aatommassiühikut.

Kergeim element on vesinik. Selle mass on ligikaudu 1 amu. Raskeimate aatomite mass läheneb 300 amü-le.

Tavaliselt on iga keemilise elemendi väärtuseks aatomite absoluutmass, väljendatuna a-ga. e.m on ümardatud.

Aatommassi ühikute väärtused kirjutatakse perioodilisustabelisse.

Molekulide puhul kasutatakse mõistet suhteline molekulmass (M r). Suhteline molekulmass näitab, mitu korda on molekuli mass suurem kui 1/12 süsinikuaatomi massist. Kuid kuna molekuli mass on võrdne selle koostisosade aatomite masside summaga, saab suhtelise molekulmassi leida lihtsalt nende aatomite suhtelise massi liitmise teel. Näiteks veemolekul (H 2 O) sisaldab kahte vesinikuaatomit, mille A r = 1, ja ühte hapnikuaatomit, mille A r = 16. Seetõttu on Mr(H 2 O) = 18.

Mitmetel ainetel on mittemolekulaarne struktuur, näiteks metallid. Sellisel juhul loetakse nende suhteline molekulmass võrdseks nende suhtelise aatommassiga.

Keemias nimetatakse olulist suurust massiosa keemiline element molekulis või aines. See näitab, kui suure osa suhtelisest molekulmassist moodustab antud element. Näiteks vees moodustab vesinik 2 osa (kuna seal on kaks aatomit) ja hapnik 16. See tähendab, et kui segada 1 kg kaaluvat vesinikku ja 8 kg kaaluvat hapnikku, reageerivad need jäägita. Vesiniku massiosa on 2/18 = 1/9 ja hapniku massiosa on 16/18 = 8/9.

     Aine B molekuli absoluutmassi saab arvutada võrrandi abil  

Aatomite ja molekulide absoluutmassid. Aatommassi ühik. Suhteline aatommass. Suhteline molekulmass ja selle arvutamine. 

Ülesanne 5. Määrake veemolekuli absoluutmass (gm). 

Molekulide absoluutmassi saab kergesti asendada suhteliste molekulmasside kaudu (vt 3. peatükk I). Esimese gaasi molekulmass on 

Arvutage ühe Br3, Oj, NH3, H2SO4, H2O, I2 molekuli absoluutmass. 

Moolmassi ja Avogadro arvu põhjal saab aatomite ja molekulide absoluutmassid arvutada järgmise valemi abil: 

     Vastus Veemolekuli absoluutmass võrdub 3X X 10-" g = 3-10- kg. 

Molekulide arv aine ühes moolis, mida nimetatakse Avogadro arvuks, Nf = 6,0240-Yu. Jagades mis tahes aine ühe mooli massi Avogadro arvuga, saame molekuli absoluutmassi grammides. Näiteks molekuli mass Hg on 2,016 6,02-10 = 3,35-10" g. Samamoodi arvutatakse aatomi absoluutmass. Molekulide läbimõõt on ligikaudu üks kuni kümneid angströmi (1 A = 10" cm ). 

Sõltuvalt ühiklahtri suurusest ja kujust, samuti võimalikud suurused ja molekuli sümmeetria otsustab küsimuse – mitu molekuli mahub antud ühikrakku. Selle küsimuse lahendamisel tuleb alati arvestada reegliga, et molekulid on kristallis tihedalt pakitud ehk ühe molekuli väljaulatuvad osad mahuvad teise molekuli süvenditesse vms (joonis 16). Seega võimaldab ühiklahtri kuju sageli hinnata üldine vorm molekulid. Molekuli absoluutmass (millest on lihtne molekulmassi arvutada) röntgendifraktsiooni andmete põhjal määratakse järgmiselt  

Teades Avogadro arvu, on lihtne leida mis tahes aine osakese absoluutmassi. Tõepoolest, aine molekuli (aatomi) mass grammides on võrdne molaarmassiga, mis on jagatud Avogadro arvuga. Näiteks vesinikuaatomi absoluutmass (vesinikuaatomite molaarmass on 1,008 g/mol) on ligikaudu sama palju kordi väiksem kui väikese graanuli mass inimese mass on väiksem kui kogu maakera mass. 

Sel viisil saab arvutada teiste elementide molekulide ja aatomite absoluutmassid. Kuna need kogused on tühiselt väikesed ja arvutusteks ebamugavad, kasutatakse aatom(molekulaarse) massi mõistet, mis vastab aatomite (molekulide) massile, väljendatuna suhtelistes ühikutes. Taga aatomiüksus mass (a.m.u.) 

Molekulide arv aine 1 moolis, mida nimetatakse Avogadro konstandiks VA, on 6,0220-10. Jagades 1 mooli mis tahes aine massi Avogadro konstandiga, saame molekulide absoluutmassi grammides. Näiteks H-molekuli mass on 2,016 6,02-10 3 = 3,35 g. Samamoodi arvutatakse aatomi absoluutmass. Molekulide läbimõõt on ligikaudu 0,1 kuni 1 nm. 

Kuidas arvutatakse aatomite ja molekulide absoluutmass. Arvutage vase aatomi ja vesinikfosfiidi molekuli absoluutmassid? 

Kahe molekuli kineetilist energiat e massiga Ш] ja Ш2 saab väljendada mõlema ühisena absoluutsed kiirused C ja Cr ruumis ja nende kiiruste komponentide kaudu 

Aatomite ja molekulide absoluutmasside ja ruumalade arvutamine 

Ühendi või elemendi molekuli absoluutmassi jagatis ühe kaheteistkümnendikuga süsiniku isotoobi aatomi absoluutmassist. Summa aatomi massid kõik molekuli elemendid. 

Ka teiste aatomite, aga ka molekulide massid on üliväikesed (absoluutset molekulmassi tähistatakse tm), näiteks veemolekuli mass on  

Palju varem, 19. sajandi teisel poolel, tehti esimesed katsed läheneda küsimusele aatomite ja molekulide absoluutmassist ja suurusest. Kuigi üksikut molekuli on ilmselgelt võimatu kaaluda, avanes teooria teist teed, oli vaja kuidagi 

Gaasilise aine keemilise valemi põhjal osa selle kvantitatiivsed omadused protsentuaalne koostis, molekulmass, tihedus, suhteline tihedus iga gaasi puhul molekuli absoluutmass. 

Kontrollküsimused. 1. Mis on aatomi molekul aatommass aatommass molekulmass molekuli aatomi mass gramm-aatom gramm-molekul 2. Mis on CO2 molekulmass ja COa molekuli absoluutmass grammides 3. Kuidas on Avogadro seadus sõnastas 4. Millise ruumala juures hõivab grammi molekul? normaalsetes tingimustes 5. Mis on Avogadro arv 6. Atsetüleeni C3Na valemi järgi? 

Näiteks vee suhteline molekulmass 18 (ümardatud) tähendab, et vee molekul on 18 korda raskem kui 1 2 osa süsinikuaatomi absoluutmassist. 

Defineeri mõisted a) element, aatom, molekul b) liht- ja kompleksaine c) suhtelised aatom- ja molekulmassid, aatomi ja molekuli absoluutmassid. Mida tuleks mõista tingimusliku osakese UC all  

Palju varem, 19. sajandi teisel poolel, tehti esimesed katsed läheneda küsimusele aatomite ja molekulide absoluutmassist ja suurusest. Kuigi üksikut molekuli on ilmselgelt võimatu kaaluda, avas teooria teise tee: oli vaja kuidagi määrata osakeste arv molekulide või aatomite moolis – nn Avogadro arv (A). Molekule on sama võimatu otse loendada kui kaaluda, kuid Avogadro arv sisaldub erinevates füüsikaharudes paljudes võrrandites ja seda saab nende võrrandite põhjal arvutada. Ilmselgelt, kui selliste arvutuste tulemused, mis on tehtud mitmel sõltumatul viisil, langevad kokku, võib see olla tõendiks leitud väärtuse õigsuse kohta. 

Kuna aatomite ja molekulide absoluutmassid on väikesed, kasutatakse tavaliselt suhtelisi masse. 

Kahe massiga molekuli kineetilist energiat saab väljendada kiiruse komponentidena või absoluutkiiruste endi kaudu järgmiselt.  

Teatavasti on soojus antud ainet moodustavate osakeste kineetilise liikumise energia mõõt. On kindlaks tehtud, et temperatuurist oluliselt kõrgemal temperatuuril absoluutne null, keskmine kineetiline energia molekulide väärtus on võrdeline absoluutse temperatuuriga T. Molekulile massiga m ja keskmine kiirus Ja  

Näide 8. Arvutage väävelhappe molekuli absoluutmass grammides. 

Kõik uuritud ühendid on jagatud treeningmassiiviks, mis sisaldab teadaolevate omadustega molekule ja prognoositavat molekulide rühma. Uuritava kinnisvara analüüsitud koolitusmassiivid jagunevad kaheks alternatiivseks rühmaks (aktiivne - mitteaktiivne). Loodud mudelid esindavad võrrandeid loogilises vormis L = 7 (3), kus L on aktiivsus, (8) on määrav tunnuste kogum (RSF) - fragmentide kompleks struktuurivalemid ja nende erinevad kombinatsioonid, nn alamstruktuuride deskriptorid. Fragmentide ja nende kombinatsioonide mõju aktiivsusele hinnatakse teabesisalduse koefitsiendi alusel, mis varieerub miinus 1 kuni pluss 1. absoluutväärtus teabe sisu, seda suurem on tõenäosus, et see omadus mõjutab omadusi. Plussmärk iseloomustab positiivne mõju, miinus - negatiivne. P on algoritm, mille abil tuvastatakse uuritavate ainete omadused. Prognoosimisprotsessis kasutatakse kahte algoritmi - geomeetria (I) ja hääletus (II). Esimene neist põhineb uuritava aine ja uuritava omaduse arvutatud hüpoteetilise standardi vahelise kauguse määramisel eukleidilises mõõdikus. Teine meetod hõlmab positiivse ja negatiivse infosisuga seoste struktuuri tunnuste (häälte) arvu analüüsi. Molekulaarse disaini protseduure kirjeldatakse täpsemalt 5. jaotises. 

Suhteline molekulmass Mr on molekuli absoluutmassi ja süsiniku isotoobi aatomi massi suhe Vi2. Pange tähele, et suhtelised massid on definitsiooni järgi mõõtmeteta suurused. 

Beckeri otsik. Erinevad isotoopide eraldamise probleemi lahendamise kineetilised meetodid võib liigitada meetoditeks, mis kasutavad erineva massiga molekulide ülekandekoefitsientide erinevust, ja meetoditeks, mis kasutavad eraldatava segu liikumist potentsiaalses väljas. Teise klassi kõige tüüpilisem meetod on just gaasitsentrifuugi meetod, mis aga nõuab isegi oma suurejooneliste võimaluste laboratoorseks demonstreerimiseks väga muljetavaldavat arendustööd tänu gaasitsentrifuugi absoluutselt ebastandardsele konstrueerimisele. Väljapakutud, arvatavasti Diraci poolt, umbes samal ajal gaasitsentrifuugiga, eraldusdüüsi meetod (Beckeri otsik, mis sai nime esimese eduka katsetöö juhi järgi) 

Elementide aatomeid ja ainete molekule iseloomustab teatud füüsikaline (absoluutne) mass m, näiteks vesinikuaatomi H mass on 1,67 g, P4 molekuli mass on 2,06-10 g, H mass molekul on 2,99-10 g, molekuli mass H2804 1,63 K) g Elementide aatomite ja ainete molekulide absoluutmassid on äärmiselt väikesed ning selliste väärtuste kasutamine on ebamugav. Seetõttu võeti kasutusele aatomite ja molekulide suhtelise massi mõiste. 

Suhteline molekulmass keemiline ühend- arv, mis näitab, mitu korda on aatomühendi ühe molekuli absoluutmass suurem aatommassi ühikust. 

Aatomite absoluutmasside (samuti molekulide ja nende fragmentide masside) määramine massispektroskoopia. 

Ühe lahtri sisu absoluutmassi määramine on väga väärtuslik kristallstruktuur. Ühiklahtri mõõtmeid saab vajadusel mõõta väga kõrge täpsus(viga on väiksem kui 0,01%). Tiheduste mõõtmine on keerulisem, kuid kogu mõõtmisviga võib olla kuni 0,1% ühikelemendi massist (ilma liigse katsetööta). Lisaks raku absoluutmassi määramisele saab kristallstruktuuridest infot raku võimaliku sisu kohta ka muul viisil. Kosmosegrupp sümmeetria, ekvivalentsete lubatud sõlmede positsioonide olemus ja mitmekesisus ning põhinõuded, et röntgenikiirguse vaadeldavate peegelduste intensiivsus peab vastuvõetavates piirides vastama oletatava kristallstruktuuri jaoks arvutatud intensiivsusele – kõik see annab teatud määral teave, mis peab olema kooskõlas mis tahes oletatavaga keemiline valem. Seega, olenemata teiste molekulide olemasolust, peab igas valemis olema 46 veemolekuli ühiku kohta. rakuline struktuur I tüüpi hüdraadid Kui ühiku lahtri mõõtmed 

Avogadro arv on molekulide arv mis tahes aine molekuli grammis. Seda väärtust saab määrata erinevaid meetodeid, samas kui tulemused saadi erinevatel viisidel, ühtivad mõõtmise täpsuse piirides. Praegu on Avogadro numbri väärtuseks võetud 6,023-10. Avogadro arv on universaalne konstant, see ei sõltu aine olemusest ja selle olemusest agregatsiooni olek. Aatomi või molekuli absoluutmassi arvutamiseks jagage grammaatom- või molekulmass Avogadro arvuga. Näiteks, 

Üks neist kõige olulisemad omadused aine on selle molekulmass. Kuna molekulide absoluutmassid on väga väikesed, kasutatakse arvutustes suhtelisi masse. Aine molekulmassi all mõistetakse tavaliselt molekuli massi mõõtmist sellest ainest kuni 1/12 süsinikuaatomi massist. Vastavalt sellele aatomite massid keemilised elemendid samuti võrreldes 1/12 süsinikuaatomi massiga. Siis on süsiniku aatommass 12, muud elemendid (ümardatud) vesinik - 1, hapnik - 16, lämmastik - 14. Keemilise ühendi molekuli mass määratakse molekuli moodustavate elementide aatommasside liitmise teel. Näiteks molekulmass süsinikdioksiid CO2 on võrdne 12 + 2-16 = 44 (1 süsinikuaatom massiga 12 ja 2 hapnikuaatomit massiga 16). Molekulmass metaan CH on võrdne 12 + 4-1 = 16. Mõnede enamkasutatavate põlevgaaside ja nende põlemisproduktide molekulmass on toodud tabelis. 1.1. 

Muidugi ei ole olekud II ja III absoluutselt stabiilsed ja sellest tulenevalt termiline liikumine Nende positsioonide ümber võib esineda võnkeid või isegi pöördeid. Temperatuuri tõustes suureneb aine massis olevate molekulide suhteline arv, mis ei vasta kõige stabiilsemale olekule, kuid ei saa ületada põhiolekus olevate molekulide arvu. 

Dalton ei näinud kvalitatiivset erinevust lihtsate ja keeruliste aatomite vahel, seetõttu ei tundnud ta ära aine struktuuri kahte etappi (aatomeid ja molekule). Selles mõttes oli Daltoni atomism samm tagasi võrreldes Lomonossovi elementaarkorpuskulaarse kontseptsiooniga. Daltoni atomismi ratsionaalne tera oli aga tema õpetus aatomite massist. Täiesti õigesti uskudes, et aatomite absoluutmassid on äärmiselt väikesed, tegi Dalton ettepaneku määrata suhtelised aatommassid. Sel juhul võeti vesinikuaatomi mass kui kõigist aatomitest kõige kergem mass. Seega oli Dalton esimene, kes defineeris elemendi aatommassi antud elemendi aatomi massi ja vesinikuaatomi massi suhtena. Ta koostas ka esimese 14 elemendi aatommasside tabeli. Daltoni aatommasside doktriin mängis hindamatut rolli keemia muutumisel kvantitatiivseks teaduseks ja avastamiseks. perioodiline seadus. Sellepärast 

On vaja eristada molekuli absoluutmassi ja grammi molekuli mõisteid. Niisiis, 10 grammi veemolekuli on 18 x 10 = 180 g, st ligikaudu klaas vett, ja 10 molekuli vett on tühine kogus, mida ei saa kaaluda. 

Mis on molekulaarne ekvivalent? CO2 mass on CO2 molekuli absoluutmass, väljendatuna algarvudes 3. Kuidas formuleeritakse Avogadro seadus 4. Millise ruumala hõivab mis tahes gaasi grammatiline molekul normaaltingimustes  

Läbiviidud katsete põhjal tehti selge seos hajutatud aminohappe molekulide absoluutmassi ja nende molekulmasside vahel. 

Vaadake lehti, kus seda terminit mainitakse Molekuli absoluutmass:                      Põhitõed üldine keemia 2. köide, 3. väljaanne (1973) -- [

Üks aatomite põhiomadusi on nende mass. Aatomi absoluutne (tõeline) mass– väärtus on äärmiselt väike. Aatomeid on kaalul võimatu kaaluda, sest selliseid täpseid kaalusid pole olemas. Nende massid määrati arvutuste abil.

Näiteks ühe vesinikuaatomi mass on 0,000 000 000 000 000 000 000 001 663 grammi! Uraaniaatomi, mis on üks raskemaid aatomeid, mass on ligikaudu 0,000 000 000 000 000 000 000 4 grammi.

Uraaniaatomi täpne mass on 3,952 ∙ 10–22 g ja vesinikuaatom, mis on kõigist aatomitest kergeim, on 1,673 ∙ 10–24 g.

Väikeste arvudega arvutusi teha on ebamugav. Seetõttu kasutatakse aatomite absoluutmasside asemel nende suhtelisi masse.

Suhteline aatommass

Mis tahes aatomi massi saab hinnata, võrreldes seda teise aatomi massiga (leia nende masside suhe). Alates elementide suhtelise aatommassi määramisest on võrdlusena kasutatud erinevaid aatomeid. Kunagi olid vesiniku- ja hapnikuaatomid ainulaadsed võrdlusstandardid.

Võeti kasutusele suhteliste aatommasside ühtne skaala ja uus aatommassi ühik Rahvusvaheline füüsikute kongress (1960) ja ühendatud Rahvusvahelise Keemikute Kongressiga (1961).

Tänaseni on võrdluse standard 1/12 süsinikuaatomi massist. See väärtus nimetatakse aatommassi ühikuks, lühendatult a.u.m.

Aatommassi ühik (amu) – 1/12 süsinikuaatomi mass

Võrdleme, mitu korda erineb vesiniku ja uraani aatomi absoluutmass 1 amu, selleks jagame need arvud üksteisega:

Arvutustes saadud väärtused on elementide suhtelised aatommassid - suhtelised 1/12 süsinikuaatomi massist.

Seega on vesiniku suhteline aatommass ligikaudu 1 ja uraani oma 238. Pange tähele, et suhtelisel aatommassil pole ühikuid, kuna jagamine tühistab absoluutmassi ühikud (grammid).

Kõigi elementide suhtelised aatommassid on keemiliste elementide perioodilises tabelis näidatud D.I. Mendelejev. Suhtelise aatommassi tähistamiseks kasutatav sümbol on Аr (täht r on lühend sõnast suhteline, mis tähendab suhtelist).

Elementide suhtelisi aatommasse kasutatakse paljudes arvutustes. Reeglina ümardatakse perioodilises tabelis antud väärtused täisarvudeks. Pange tähele, et perioodilise tabeli elemendid on järjestatud suhtelise aatommassi suurenemise järjekorras.

Näiteks määrame perioodilise tabeli abil mitme elemendi suhtelise aatommassi:

Ar(O) = 16; Ar(Na) = 23; Ar(P) = 31.
Kloori suhteline aatommass kirjutatakse tavaliselt 35,5!
Ar(Cl) = 35,5

• Suhteline aatommass on võrdeline aatomite absoluutmassiga
• Suhtelise aatommassi määramise standard on 1/12 süsinikuaatomi massist
• 1 amu = 1,662 ∙ 10-24 g
• Suhteline aatommass on tähistatud Ar-ga
• Arvutamiseks ümardatakse suhteliste aatommasside väärtused täisarvudeks, välja arvatud kloor, mille puhul Ar = 35,5
• Suhtelisel aatommassil pole mõõtühikuid

Aatommass on kõigi aatomi või molekuli moodustavate prootonite, neutronite ja elektronide masside summa. Võrreldes prootonite ja neutronitega on elektronide mass väga väike, mistõttu seda arvutustes arvesse ei võeta. Kuigi see on formaalsest seisukohast vale, on see sageli nii see termin kasutatakse elemendi kõigi isotoopide keskmise aatommassi näitamiseks. See on tegelikult suhteline aatommass, mida nimetatakse ka aatommass element. Aatommass on looduses leiduva elemendi kõigi isotoopide aatommasside keskmine. Keemikud peavad oma tööd tehes eristama neid kahte tüüpi aatommassi – vale aatommassi väärtus võib näiteks põhjustada reaktsiooni saagise vale tulemuse.

Sammud

Aatommassi leidmine elementide perioodilisest tabelist

Siit saate teada, kuidas aatommassi kirjutatakse. Aatommassi ehk antud aatomi või molekuli massi saab väljendada standardsetes SI ühikutes – grammides, kilogrammides jne. Kuna nendes ühikutes väljendatud aatommassid on aga äärmiselt väikesed, kirjutatakse need sageli ühtsete aatommassi ühikutena ehk lühidalt amu. – aatommassi ühikud. Üks aatommassiühik on võrdne 1/12 standardse isotoobi süsinik-12 massist.

• Aatommassi ühik iseloomustab massi üks mool antud elementi grammides. See suurus on praktilistes arvutustes väga kasulik, kuna seda saab kasutada antud aine teatud arvu aatomite või molekulide massi hõlpsaks teisendamiseks moolideks ja vastupidi.

1. Leidke sisse aatommass perioodilisustabel Mendelejev. Enamik standardseid perioodilisi tabeleid sisaldab iga elemendi aatommassi (aatommassi). Tavaliselt on need loetletud numbritena elemendi lahtri allosas, keemilist elementi tähistavate tähtede all. Tavaliselt pole see täisarv, vaid kümnendmurd.

   Pidage meeles, et perioodilisustabel annab elementide keskmised aatommassid. Nagu varem märgitud, on iga elemendi suhtelised aatommassid perioodilisustabel, on aatomi kõigi isotoopide masside keskmised väärtused. See keskmine väärtus on väärtuslik paljudel praktilistel eesmärkidel: näiteks kasutatakse seda mitmest aatomist koosnevate molekulide molaarmassi arvutamisel. Kui aga tegemist on üksikute aatomitega, siis sellest väärtusest tavaliselt ei piisa.

   • Kuna keskmine aatommass on mitme isotoobi keskmine, siis perioodilisuse tabelis näidatud väärtus seda ei ole täpne mis tahes üksiku aatomi aatommassi väärtus.
   • Üksikute aatomite aatommassid tuleb arvutada, võttes arvesse prootonite ja neutronite täpset arvu ühes aatomis.

Üksiku aatomi aatommassi arvutamine

1. Leia antud elemendi või selle isotoobi aatomnumber. Aatomarv on prootonite arv elemendi aatomites ja see ei muutu kunagi. Näiteks kõik vesinikuaatomid ja ainult neil on üks prooton. Naatriumi aatomarv on 11, kuna selle tuumas on üksteist prootonit, hapniku aatomarv aga kaheksa, kuna selle tuumas on kaheksa prootonit. Perioodilisest tabelist leiate mis tahes elemendi aatomnumbri - peaaegu kõigis selle standardversioonides on see number näidatud keemilise elemendi tähemärgi kohal. Aatomarv on alati positiivne täisarv.

   • Oletame, et meid huvitab süsinikuaatom. Süsinikuaatomitel on alati kuus prootonit, seega teame, et selle aatomnumber on 6. Lisaks näeme, et perioodilisuse tabelis on süsinikuga (C) raku ülaosas arv "6", mis näitab, et aatomnumber on 6. süsinikuarv on kuus.
   • Pange tähele, et elemendi aatomnumber ei ole perioodilisuse tabelis üheselt seotud selle suhtelise aatommassiga. Kuigi, eriti tabeli ülaosas olevate elementide puhul, võib tunduda, et elemendi aatommass on kaks korda suurem aatomnumber, seda ei arvutata kunagi, korrutades aatomarvu kahega.

2. Leia neutronite arv tuumas. Sama elemendi erinevate aatomite puhul võib neutronite arv olla erinev. Kui sama elemendi kahel aatomil on sama arv prootoneid erinevad kogused neutronid, need on selle elemendi erinevad isotoobid. Erinevalt prootonite arvust, mis ei muutu kunagi, võib neutronite arv antud elemendi aatomites sageli muutuda, seega kirjutatakse elemendi keskmine aatommass kümnendmurruna, mille väärtus jääb kahe kõrvuti asetseva täisarvu vahele.

   Liitke prootonite ja neutronite arv. See on selle aatomi aatommass. Ignoreeri tuuma ümbritsevate elektronide arvu – nende kogumass on äärmiselt väike, seega ei mõjuta need sinu arvutusi praktiliselt.

Elemendi suhtelise aatommassi (aatommassi) arvutamine

1. Määrake, millised isotoobid proovis sisalduvad. Keemikud määravad sageli konkreetse proovi isotoopide suhted spetsiaalse instrumendi abil, mida nimetatakse massispektromeetriks. Kuid koolitusel edastatakse need andmed teile ülesannete, testide ja muu sellisena teaduskirjandusest võetud väärtuste kujul.

   • Meie puhul oletame, et tegemist on kahe isotoobiga: süsinik-12 ja süsinik-13.

2. Määrake iga isotoobi suhteline arvukus proovis. Iga elemendi jaoks erinevad isotoobid leitud erinevad suhted. Neid suhteid väljendatakse peaaegu alati protsentides. Mõned isotoobid on väga levinud, teised aga väga haruldased – mõnikord nii haruldased, et neid on raske tuvastada. Neid väärtusi saab määrata massispektromeetria abil või leida teatmeraamatust.

   • Oletame, et süsinik-12 kontsentratsioon on 99% ja süsinik-13 kontsentratsioon on 1%. Muud süsiniku isotoobid tõesti olemas, kuid nii väikestes kogustes, et sel juhul neid võib tähelepanuta jätta.

3. Korrutage iga isotoobi aatommass selle kontsentratsiooniga proovis. Korrutage iga isotoobi aatommass temaga protsentides(väljendatud kümnendkohana). Intressi teisendamiseks kümnend, jagage need lihtsalt 100-ga. Saadud kontsentratsioonid peaksid alati olema 1.

   • Meie proov sisaldab süsinik-12 ja süsinik-13. Kui süsinik-12 moodustab 99% proovist ja süsinik-13 moodustab 1%, siis korrutage 12 (süsinik-12 aatommass) 0,99-ga ja 13 (süsinik-13 aatommass) 0,01-ga.
   • Teatmeteosed annavad protsentides, mis põhineb konkreetse elemendi kõigi isotoopide teadaolevatel kogustel. Enamik keemiaõpikuid sisaldab seda teavet raamatu lõpus olevas tabelis. Uuritava proovi puhul saab isotoopide suhtelisi kontsentratsioone määrata ka massispektromeetriga.

4. Liitke tulemused kokku. Võtke kokku eelmises etapis saadud korrutamistulemused. Selle toimingu tulemusena leiate oma elemendi suhtelise aatommassi – kõnealuse elemendi isotoopide aatommasside keskmise väärtuse. Kui vaadeldakse elementi tervikuna, mitte antud elemendi konkreetset isotoopi, kasutatakse seda väärtust.

   • Meie näites on süsinik-12 puhul 12 x 0,99 = 11,88 ja süsiniku 13 puhul 13 x 0,01 = 0,13. Suhteline aatommass meie puhul on 11,88 + 0,13 = 12,01 .

• Mõned isotoobid on vähem stabiilsed kui teised: nad lagunevad elementide aatomiteks, mille tuumas on vähem prootoneid ja neutroneid, vabastades osakesed, mis moodustavad tuumas. aatomituum. Selliseid isotoope nimetatakse radioaktiivseteks.

Aatomi massi mõõtmiseks kasutatakse suhtelist aatommassi, mida väljendatakse aatommassi ühikutes (a.m.u.). Suhteline molekulmass koosneb ainete suhtelisest aatommassist.

Mõisted

Et mõista, milline on suhteline aatommass keemias, peaksite mõistma, et aatomi absoluutmass on liiga väike, et seda väljendada grammides, palju vähem kilogrammides. Seetõttu sisse kaasaegne keemia 1/12 süsiniku massist võetakse aatommassiühikuks (amu). Suhteline aatommass on võrdne absoluutmassi ja 1/12 süsiniku absoluutmassi suhtega. Teisisõnu suhteline mass peegeldab, mitu korda ületab konkreetse aine aatomi mass 1/12 süsinikuaatomi massist. Näiteks lämmastiku suhteline mass on 14, s.o. Lämmastikuaatom sisaldab 14 a. e.m või 14 korda rohkem kui 1/12 süsinikuaatomist.

Riis. 1. Aatomid ja molekulid.

Kõigist elementidest on vesinik kõige kergem, selle mass on 1 ühik. Raskeimate aatomite mass on 300 a. sööma.

Molekulmass on väärtus, mis näitab, mitu korda ületab molekuli mass 1/12 süsiniku massist. Väljendatakse ka a. e.m. Molekuli mass koosneb aatomite massist, seetõttu on suhtelise molekulmassi arvutamiseks vaja liita aine aatomite massid. Näiteks vee suhteline molekulmass on 18. See väärtus on kahe vesinikuaatomi (2) ja ühe hapnikuaatomi (16) suhteliste aatommasside summa.

Riis. 2. Süsinik perioodilisustabelis.

Nagu näete, on neil kahel kontseptsioonil mitu ühist tunnust:

• aine suhtelised aatom- ja molekulmassid on mõõtmeteta suurused;
• suhteline aatommass on tähistatud Ar, molekulmass - Mr;
• Mõõtühik on mõlemal juhul sama – a. sööma.

Molaar- ja molekulmassid on arvuliselt samad, kuid erinevad mõõtmetelt. Molaarmass on aine massi ja moolide arvu suhe. See peegeldab ühe mooli massi, mis võrdne arvuga Avogadro, st. 6.02 ⋅ 10 23 . Näiteks 1 mool vett kaalub 18 g/mol ja M r (H 2 O) = 18 a. e.m (18 korda raskem kui üks aatommassi ühik).

Kuidas arvutada

Suhtelise aatommassi matemaatiliseks väljendamiseks tuleks kindlaks teha, et 1/2 osa süsinikust või üks aatommassi ühik on võrdne 1,66⋅10 −24 g. Seetõttu on suhtelise aatommassi valem järgmine:

A r (X) = m a (X) / 1,66⋅10-24,

kus m a on aine absoluutne aatommass.

Keemiliste elementide suhteline aatommass on näidatud perioodilisuse tabelis, seega ei pea te seda ülesannete lahendamisel ise arvutama. Suhtelised aatommassid ümardatakse tavaliselt täisarvudeks. Erandiks on kloor. Selle aatomite mass on 35,5.

Tuleb märkida, et isotoope sisaldavate elementide suhtelise aatommassi arvutamisel võetakse arvesse nende keskmist väärtust. Sel juhul arvutatakse aatommass järgmiselt:

A r = ΣA r,i n i,

kus A r,i on isotoopide suhteline aatommass, n i on isotoopide sisaldus looduslikes segudes.

Näiteks hapnikul on kolm isotoopi - 16 O, 17 O, 18 O. Nende suhteline mass on 15,995, 16,999, 17,999 ja nende sisaldus looduslikes segudes on vastavalt 99,759%, 0,037%, 0,204%. Jagades protsendid 100-ga ja asendades väärtused, saame:

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

Perioodilisele tabelile viidates on seda väärtust hapnikuelemendist lihtne leida.

Riis. 3. Perioodiline tabel.

Suhteline molekulmass on aine aatomite masside summa:

Suhtelise molekulmassi väärtuse määramisel võetakse arvesse sümbolindekseid. Näiteks H 2 CO 3 massi arvutamine on järgmine:

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

Teades suhtelist molekulmassi, saab arvutada ühe gaasi suhtelise tiheduse teisest, s.o. määrake, mitu korda üks gaasiline aine raskem kui teine. Selleks kasutage võrrandit D (y) x = M r (x) / M r (y).

Mida me õppisime?

8. klassi tunnist õppisime tundma suhtelist aatom- ja molekulmassi. Suhtelise aatommassi ühikuks võetakse 1/12 süsiniku massist, mis on võrdne 1,66⋅10 −24 g Massi arvutamiseks on vaja jagada aine absoluutne aatommass aatommassi ühikuga (amu). Suhtelise aatommassi väärtus on näidatud Mendelejevi perioodilises tabelis igas elemendi lahtris. Aine molekulmass on elementide suhteliste aatommasside summa.

Test teemal

Aruande hindamine

keskmine hinne: 4.6. Kokku saadud hinnanguid: 190.