Що таке абсолютна атомна маса у хімії. Відносна атомна та молекулярна маси

З яких складається молекула і знайдіть їх відносні атомні маси в періодичній системі хімічних елементів. Якщо один атом зустрічається в n разів, помножте його масуцього числа. Потім складіть знайдені значення та отримайте молекулярну масуданого речовинияка дорівнює його молярній масі в г/моль. Знайдіть масуоднієї , поділивши молярну масу речовини M на постійну Авогадро НА=6,022∙10^23 1/моль, m0=M/NA.

Приклад Знайдіть масуоднієї молекуливоди. Молекула води (Н2О) складається з двох атомів водню та одного атома кисню. Відносна атомна маса водню дорівнює 1, для двох атомів отримаємо число 2, а атомна маса кисню дорівнює 16. молярна масаводи дорівнюватиме 2+16=18 г/моль. Визначте масуоднієї молекули: m0=18/(6,022^23)≈3∙10^(-23) р.

Масу молекулиможна розрахувати, якщо відома кількість молекул у даній речовині. Для цього поділіть загальну масу речовини m кількість частинок N (m0=m/N). Наприклад, якщо відомо, що у 240 г речовиниміститься 6∙10^24 молекул, то маса однієї молекулискладе m0=240/(6∙10^24)=4∙10^(-23) р.

Визначте масуоднієї молекули речовиниз достатньою точністю, дізнавшись кількість і нейтронів, які входять до її ядер атомів, з яких вона складається. Масою електронної оболонки та дефектом мас в даному випадкуслід знехтувати. Масу і беріть рівною 1,67∙10^(-24) р. Наприклад, якщо відомо, якщо молекула складається з двох атомів кисню, якою є її маса? Ядро атома кисню має у своєму складі 8 протонів та 8 нейтронів. Загальна кількістьнуклонів 8+8=16. Тоді маса атома дорівнює 16∙1,67∙10^(-24)=2,672∙10^(-23) р. Оскільки молекула складається з двох атомів, то її маса дорівнює 2∙2,672∙10^(-23)=5,344 ∙10^(-23) р.

Можна вирахувати масу будь-якої молекули, знаючи її хімічну формулу. Обчислимо для прикладу відносну маолекулярну масу молекули спирту.

Вам знадобиться

таблиця Менделєєва

Інструкція

Розгляньте хімічну формулу молекули. Визначте, атоми яких хімічних елементів входять до її складу.

Формула спирту C2H5OH. До складу молекули спирту входять 2 атоми, 6 атомів водню та 1 атом кисню.

Якщо масу молекули в грамах, а чи не в атомних одиницях маси, слід згадати, що одна атомна одиниця маси - це маса 12 атома вуглецю. Чисельно 1 а.е.м. = 1,66 * 10 -27 кг.

Тоді маса молекули спирту 46*1,66*10^-27 кг = 7,636*10^-26 кг.

Зверніть увагу

У періодичній таблиці Менделєєва хімічні елементи у порядку зростання атомної маси. Експериментальні методи визначення молекулярної маси розроблені в основному для розчинів речовин та для газів. Також існує метод мас-спектрометрії. Велике прикладне значення поняття молекулярної маси має полімерів. Полімери - речовини, що складаються з груп атомів, що повторюються, але кількість цих груп неоднакова, так що для полімерів існує поняття середньої молекулярної маси. за середній величинімолекулярної маси можна говорити про рівень полімеризації речовини.

Корисна порада

Молекулярна маса – важлива величина для фізиків та хіміків. Знаючи молекулярну масу речовини, можна відразу визначити щільність газу, дізнатися про молярність речовини в розчині, визначити склад і формулу речовини.

Джерела:

Молекулярна маса
як розрахувати масу молекули

Молекулярна маса є молекулярною вагою, яку також можна назвати значенням маси молекули. Виражається молекулярна маса атомних одиницях маси. Якщо розібрати значення молекулярної маси частинами, то вийде, що сума мас всіх атомів, що входять до складу молекули і є її молекулярною масу. Якщо говорити про одиниці виміру маси, то переважно всі виміри виробляються в грамах.

Інструкція

Саме молекулярна маса пов'язана з поняттям молекули. Але не можна сказати, що цю умову можна застосувати тільки до таких , де молекула, наприклад, водню, знаходиться окремо. Для випадків, коли молекули не окремо від інших, а в тісного взаємозв'язку, всі вищеперелічені умови та визначення також дійсні.

Для початку, щоб визначити масу водню, Вам знадобиться - , до складу якого водень і з якого його можна буде легко виділити. Це може бути якийсь спиртовий розчин або інша суміш, частина компонентів якої за певних змінює свій стан і легко звільняє розчин від своєї присутності. Знайдіть розчин, з якого можна спарити необхідні або непотрібні речовини за допомогою нагрівання. Це самий легкий спосіб. Тепер визначитеся, ви випаровуватимете речовину, яка вам не потрібна або ж це буде водень, молекулярну масуякого ви плануєте вимірювати. Якщо випарується непотрібна речовина – нічого страшного, щоб вона була не токсична. у разі випаровування шуканої речовини, вам необхідно обладнання, що всі випари збереглися в колбі.

Після того, як ви відокремили від складу все непотрібне, приступайте до вимірів. Для цього вам підійде Авогадро. Саме з його допомогою ви зможете обчислити відносну атомну та молекулярну масу водню. Знайдіть усі необхідні параметри воднюякі присутні в будь-якій таблиці, визначте щільність отриманого газу, оскільки вона стане в нагоді для однієї з формул. Потім підставте всі отримані результати і, якщо необхідно, поміняйте одиницю виміру на , що вже говорилося вище.

Поняття молекулярної маси найбільш актуальне для випадків, коли йдеться про полімери. Саме для них важливіше вводити поняття середньої молекулярної маси, через неоднорідність молекул, що входять до їх складу. Також за середньою величиною молекулярної маси можна судити про те, наскільки високий рівень полімеризації тієї чи іншої речовини.

Відео на тему

Маса речовинизнаходиться за допомогою приладу, що називається ваги. Можна також розрахувати масутіла, якщо відомо кількість речовинита його молярна маса або його щільність та об'єм. Кількість чистого речовиниможна знаходите за його масою або кількістю молекул, що міститься в ньому.

§ 6.

^ Абсолютна молекулярна маса – маса молекули , виражена в одиницях маси: г, кг . Вона позначається m M (Х), де Х – формула речовини. Наприклад, маса молекули кисню дорівнює

M M (Про 2) = 53,2 · 10 -24 г = 53,2 · 10 -27 кг.

^ Про

Відносна молекулярна маса – це відношення маси молекули речовини до маси атома ізотопу вуглецю з масовим числом 12(
). Вона позначається Mr(Х), де Х – формула речовини.

Відносна молекулярна маса показує, у скільки разів маса молекули більша маси атома вуглецю Наприклад, маса молекули води m M (H 2 O) = 28,95 · 10 -24 р.

Відносна молекулярна маса молекули води Н2О дорівнює відношенню маси молекули Н2О до величини атомної одиниці маси:

Mr(H 2 O) = 18. Маса молекули води у 18 разів більша, ніж маси атома вуглецю

Молекула складається із атомів.

Відносна молекулярна маса дорівнює сумі відносних атомних мас елементів, що входять до складу молекули.

Наприклад, відносна молекулярна маса води дорівнює сумі відносних атомних мас водню та кисню:

Ключові слова та терміни

^ Зверніть увагу!

1) що одно чому

Відносна молекулярна масадорівнює сумі відносних атомних мас елементів, що входять до складу молекули.

Контрольні питання

Що називається абсолютною молекулярною масою?
Що називається відносною молекулярною масою?
Що вказує відносна молекулярна маса?
Чому дорівнює відносна молекулярна маса?

Розрахуйте відносні молекулярні маси речовин:

а) H 2 SO 4;

Г) Fe 2 (SO 4) 3;

Д) Ca 3 (PO 4) 2;

І) Al(OH) 3 .

§ 7. Моль. Молярна маса

Речовина характеризується масою (m), що вимірюється в кг (г, мг), обсягом (V), що вимірюється в м 3 (л, мл), і числом частинок, що в ньому містяться. Хіміки використовують для розрахунків фізичну величину- кількість речовини.

^ Кількість речовини – це кількість структурних частинок (молекул, атомів, іонів та інших) даної речовини .

Кількість речовини позначається (Х) (υ - читаємо "ню"), або n(Х) (n - читаємо "ен"), де Х - формула частки.

Одиницею виміру кількості речовини є моль.

^ Міль -кількість речовини, яка містить стільки частинок (атомів, молекул та інших частинок), скільки міститься атомів у вуглеці масою 12 г .

Розрахуємо, скільки атомів вуглецю міститься у вуглеці масою 12 г. Для цього розділимо масу 12 г на масу одного атома вуглецю, що дорівнює 19,93 · 10 -24 г.

12 г/моль: 19,93 · 10 -24 г = 6,02 · 10 23 1/моль.

Число 6,02 · 10 23 моль -1 називають постійної Авогадрота позначають N A . Постійна Авогадро N A показує кількість структурних частинок на 1 моль речовини.

^ Міль– це кількість речовини, яка містить 6,02 · 10 23 структурних частинок (атомів, молекул, іонів чи інших).

Малюнок 4

1 моль води Н 2 Про містить 6,02 · 10 23 молекул води;

1 моль молекул кисню Про 2 містить 6,02 · 10 23 молекул кисню Про 2;

1 моль іонів SO 4 2 містить 6,02 · 10 23 іонів SO 4 2 - ;

1 моль атомів вуглецю містить 6,02 · 10 23 атомів вуглецю;

1 моль молекул СО 2 містить 6,02 · 10 23 молекул СО 2 (рис. 5)

Про 2 СО 2

Про 2 Про 2 СО 2 СО 2

Малюнок 5

Маса 1 моль, або 6,02 · 10 23 молекул, називається молярною масою речовини , маса 6,02 · 10 23 атомів - молярною масою елемента, маса 6,02 · 10 23 іонів – молярною масою іонів .

Молярна маса – це відношення маси речовини m(X) до нього кількості υ(Х).

Маса речовини m вимірюється в кілограмах (або грамах), кількість речовини вимірюється в молях. Молярна маса речовини М виявляється у кілограмах на моль (кг/моль) чи грамах на моль (г/моль).

Молярна маса атомів чисельно дорівнює відносної атомної маси елемента, а молярна маса молекул – відносної молекулярної маси речовини(Табл. 5).

Наприклад:

маса 1 моль атомів вуглецю дорівнює 12 г/моль;

молярна маса NaOH дорівнює 40 г/моль;

маса 1 моль атомів заліза дорівнює 56 г/моль

Малюнок 6

Таблиця 5 - Числове значеннямолярних мас деяких речовин

^ Кількість речовини (?(Х), n(Х)) можна розрахувати, якщо відомі маса речовини та її молярна маса .

Приклад1. Яка кількість речовини міститься у 54 г води?

M
Рішення:

М(Н) = 1 г/моль, М(О) = 16 г/моль,

М(Н 2 О) = 1 · 2 + 16 = 18 г/моль,

.
(Н 2 О) = 54 г

υ( Н 2 О) =?

Відповідь: Вода масою 54 г містить 3 моль води.

Масуречовини розраховують, якщо відомі кількість і його молярна маса.

Приклад 2. Визначити масу 5 моль KI

Д
Рішення:

1) М(К) = 39 г/моль, М(I) = 127 г/моль,

М(KI) = 39 + 127 = 166 г/моль;

2) m(KI) = υ(KI) · М(KI) = 5 моль · 166 г/моль = 830 р.
ано:

Відповідь: Маса 5 моль KI дорівнює 830 г.

^ Масуодного атомаабо однією молекулиречовини можна розрахувати, розділивши його молярну масу на число Авогадро.

Приклад 3. Чому дорівнює маса молекули хлору Cl2?

Д
Рішення:

М(Cl) = 35,5 г/моль, М(Cl 2) = 2 · 35,5 = 71 г/моль;

2) m М (Cl 2) =

N A = 6,02 · 10 23 моль -1

m М (Cl 2) =?

Відповідь: Маса молекули хлору дорівнює 11,79 · 10 -23 р.

Число (кількість) структурних частинок N(X)даної речовини розраховується за формулою

Приклад 4. Скільки молекул міститься у 0,3 моль азоту?

Д
Рішення:

N A = 6,02 · 10 23 моль -1 ,

N(N 2) = υ(N 2) · N A = 0,3 моль · 6,02 · 10 23 моль -1 = 1,8 · 10 23 .
ано:

υ(N 2) = 0,3 моль

Відповідь: У 0,3 моль азоту міститься 1,8 · 1023 молекул.

Приклад 5. Скільки атомів азоту міститься у 0,3 моль азоту?

Д
Рішення:

N(N) = (N) · N A .

1 моль молекул N 2 містить 2 моль атомів азоту N, звідси

υ(N) = 2υ(N 2) = 2 · 0,3 моль = 0,6 моль.

N(N) = 0,6 моль · 6,02 · 10 23 моль -1 = 36,12 · 10 22 .
ано:

υ(N 2) = 0,3 моль

Відповідь: У 0,3 моль азоту міститься 36,12 · 10 22 атомів азоту.

Приклад 6. Яка маса аміаку NH 3 містить стільки молекул, скільки їх міститься у воді Н 2 Про масою 54 г?

Д
Рішення:

1) М(H 2 O) = 18 г/моль, М(NH 3) = 17 г/моль;

2)
;

3) υ(NH 3) = υ(H 2 O) = 3 моль;

4) m(NH 3) = υ(NH 3) · М(NH 3) = 3 моль · 17 г/моль = 51 г.
ано:

m(H 2 O) = 54г

υ(NH 3) = υ(H 2 O)

Відповідь: Аміак масою 51 г містить стільки молекул, скільки їх міститься у воді масою 54 г.

Ключові слова та терміни

Російські	Англійські	Французькі	Арабські
вимірювати	to measure	mesurer	يقيس
Іон	ion	ion	أيون
кількість	quantity	quantite	كمية
Міль	mole	mole	مول
постійна	constant	constant	ثابت؛دائم؛مستمر
розділити	to divide	diviser, separer	يقسم
формула хімічна	chemical formula	formule chimique	قانون؛
число	number	nombre	رقم ؛عدد

^ Зверніть увагу!

1) що містить що

Мільмістить 6,02 · 10 23 частинок.

2) стільки скільки

Міль містить стільки частинок, скільки міститься атомів у вуглеці масою 12 г.

3) що виражається у чому

Молярна маса речовинивиражається у грамах на моль (г/моль).

Контрольні питання

Що таке кількість речовини?
У яких одиницях виражають кількість речовини?
Що таке моль?
Що показує постійна Авогадро?
Що називається молярною масою? У яких одиницях виражають молярну масу?
Як розраховується: а) молярна маса; б) кількість речовини;

в) маса речовини; г) маса молекули, атома; д) кількість атомів,

Молекул?

Завдання для самостійної роботи

1. Розрахуйте молярні маси речовин: а)I 2 , б) O 3 , в) P 2 O 5 , г) HCl,

Д) Cl 2 , е) H 3 PO 4 , ж) NH 4 NO 3 , з) Mg(NO 3) 2 .

2. Яка кількість речовини міститься: а) у сірчаній кислоті H 2 SO 4

Масою 9,8 г; б) у КОН масою 11,2 г; в) у залозі масою 0,56 г?

3. Розрахуйте масу: а) молекулярного водню Н2 кількістю

Речовини 2 моль; б) атомарного кисню кількістю речовини

3 моль; в) води кількістю речовини 0,3 моль.

4. Розрахуйте масу молекул: а) О 3 , б) О 2 , в) H 2 SO 4 .

5. Скільки молекул міститься: а) в аміаку NH 3 масою 3,4 г; б) у

Водороді Н 2 масою 4 г; в) у сірчаній кислоті H 2 SO 4 масою 49 г?

6. Скільки атомів всіх елементів міститься: а) в аміаку NH 3

масою 3,4 г; б) у водні Н 2 масою 4 г; в) у сірчаній кислоті H 2 SO 4

Масою 49 г?

7. Яка маса хлороводню HCl містить стільки молекул, скільки

Їх у воді масою 49 г?

8. Яка маса водню Н 2 містить стільки атомів, скільки їх у

Сірки S масою 6,4 г?

§ 8. Хімічні формули. Масова частка речовини.

Розрахунки за хімічними формулами

Склад речовини виражають за допомогою хімічних формул.

^ Хімічна формула – це умовна запис складу речовини за допомогою хімічних символів та (якщо потрібно) індексів

Читаємо: «п'ять-аш-два-о».

Позначає п'ять молекул води.

індекс (Показує кількість атомів даного елемента в молекулі)

коефіцієнт (Показує кількість молекул)

Хімічна формулапоказує:

Якісний склад (з яких елементів складається речовина);
Кількісний склад (скільки атомів кожного елемента входить до складу молекули);
Одну молекулу речовини .

Наприклад, формула H 2 SO 4 (аш-два-ес-о-чотири) показує:

молекула сірчаної кислоти складається з атомів водню, сірки та кисню;
молекула містить два атоми водню, один атом сірки та чотири атоми кисню;
одну молекулу сірчаної кислоти;
H 2 SO 4 – це складна речовина, тому що складається із атомів різних хімічних елементів.

Формула Про 3 (о-три) показує:

молекула озону складається з атомів кисню;
до складу молекули входять три атоми кисню;
одну молекулу озону;
Про 3 – це проста речовина, тому що складається з атомів одного елемента.

за хімічної формулиможна, можливо обчислити:

відносну молекулярну масу речовини;
масову частку кожного елемента у речовині (у частках одиниці чи відсотках).

Масова частка речовини– це відношення маси даного речовини у системі до масі всієї системи .

де ω(Х) (ω – читаємо «омега») – масова частка речовини Х; m(Х) – маса речовини Х; m – маса всієї системи.

^ Масова частка елемента – це відношення сумарної атомної маси елемента до відносної молекулярної маси .

де n - Число атомів елемента; Ar - відносна атомна маса елемента;

Mr - відносна молекулярна маса.

Масова частка виявляється у частках одиниці чи відсотках.

Приклад 1. Обчисліть відносну молекулярну масу карбонату кальцію СаСО3. Визначте масову частку кожного елемента СаСО 3 .

Д
Рішення:

Ar(Ca) = 40, Ar(O) = 16, Ar(C) = 12

Mr(CaCO 3) = 40 + 12 + 3 · 16 = 100

ано:

ω
або 40%;
(Са) =?

або 12%;

або 48%.

Відповідь: Mr(CaCO 3) = 100; масова частка кальцію 0,4; вуглецю – 0,12;

Кисню – 0,48.

Ключові слова та терміни

Російські	Англійські	Французькі	Арабські
обчислити	to calculate	calculer	يحسب؛يعد
Частка	part, portion	part, partie	جزء
якісний	qualitative	qualificatif	نوعي؛ذو علاقة بالنوع
кількісний	quantitative	quantitatif	كمي؛مقداري
масовий	mass	masse	كتلي
визначення	definition	definition	تعريف؛تحديد
відсотковий	percentage	pourcentage	نسبة مئوية
система	system	systeme	نظام
формула	formula	formule	قانون؛

^ Зверніть увагу!

1) що виражають (зображають) за допомогою чого

склад речовини зображаютьза допомогою хімічних

формул.

2) що показує що

Хімічна формулапоказує склад молекули.

3) що містить що

Молекуламістить два атоми водню, один атом сірки та

чотири атоми кисню.

4) до складу чоговходить що

До складу молекуливходять три атоми кисню.

5) чому ( давальний відмінок) можна + інфінітив + що

За хімічною формулоюможна обчислити відносну

молекулярну масу.

Контрольні питання

Що називається хімічною формулою?
Що свідчить: а) хімічна формула; б) індекс;

в) коефіцієнт?

Що таке масова частка?

Завдання для самостійної роботи

1. Напишіть формули:

Натрій – два – про

Калій – два – ес

Аш – ен – о – три

Аш – два – ес – о – чотири

Алюміній – два – ес – о – чотири – тричі

Ферум – о – аш – тричі

Цинк – о – аш – двічі

Марганець – про

2. Прочитайте та запишіть назву формул:

P 2 O 5

BaSO 4

3. Напишіть формули речовин, які містять: а) один атом

Сірки та три атоми кисню; б) два атоми натрію та один атом сірки;

В) два атоми водню, один атом сірки та три атоми кисню;

Г) один атом свинцю, два атоми азоту та шість атомів кисню;

Д) один атом кальцію та два атоми хлору.

4. Позначте хімічними символамиабо формулами: а) два атоми

Сірки; б) три атоми азоту; в) сім молекул води; г) один атом хлору;

Д) п'ять атомів міді; е) три молекули сірчаної кислоти.

5. Обчисліть відносні молекулярні маси речовин: а) H 3 AsO 4 ;

Б) MgCl 2; в) Fe 2 (SO 4) 3; г) Al 2 O 3; д) Ca 3 (PO 4) 2 . Визначте масову

Частка кожного елемента у цих речовинах.

Атомною масоюназивається сума мас всіх протонів, нейтронів та електронів, з яких складається той чи інший атом чи молекула. Порівняно з протонами та нейтронами маса електронів дуже мала, тому вона не враховується у розрахунках. Хоча це і некоректно з формальної точки зору, нерідко даний термінвикористовується позначення середньої атомної маси всіх ізотопів елемента. Насправді це відносна атомна маса, звана також атомною вагоюелемент. Атомний вага – це середнє значення атомних мас всіх ізотопів елемента, які у природі. Хіміки повинні розрізняти ці два типи атомної маси під час виконання своєї роботи – неправильне значення атомної маси може, наприклад, призвести до неправильного результату виходу продукту реакції.

Кроки

Знаходження атомної маси за періодичною таблицею елементів

Вивчіть як записується атомна маса.Атомна маса, тобто маса даного атома чи молекули, може бути виражена у стандартних одиницях системи СІ – грамах, кілограмах тощо. Однак у зв'язку з тим, що атомні маси, виражені в цих одиницях, надзвичайно малі, їх часто записують в уніфікованих атомних одиницях маси, або скорочено а. - Атомні одиниці маси. Одна атомна одиниця маси дорівнює 1/12 маси стандартного ізотопу вуглець-12.

Атомна одиницямаси характеризує масу одного молячи цього елемента в грамах. Ця величина дуже корисна при практичних розрахунках, оскільки з її допомогою можна легко перевести масу заданої кількості атомів або молекул цієї речовини в молі, і навпаки.

Знайдіть атомну масу в періодичній таблиці Менделєєва.У більшості стандартних таблиць Менделєєва містяться атомні маси (атомні ваги) кожного елемента. Як правило, вони наведені у вигляді числа у нижній частині осередку з елементом, під літерами, що позначають хімічний елемент. Зазвичай це ціле число, а десятковий дріб.

Пам'ятайте, що в періодичній таблиці наведено середні атомні маси елементів.Як було зазначено раніше, відносні атомні маси, вказані для кожного елемента в періодичній системі, є середніми значеннями всіх ізотопів атома. Це середнє значення цінно багатьох практичних цілей: наприклад, воно використовується при розрахунку молярної маси молекул, що складаються з декількох атомів. Однак коли ви маєте справу з окремими атомами, цього значення, як правило, недостатньо.
- Оскільки середня атомна маса є усередненим значенням для декількох ізотопів, величина, зазначена в таблиці Менделєєва не є точнимзначенням атомної маси будь-якого одиничного атома.
- Атомні маси окремих атомів необхідно розраховувати з урахуванням точного числа протонів та нейтронів у одиничному атомі.

Розрахунок атомної маси окремого атома

Знайдіть атомний номер цього елемента або його ізотопу.Атомний номер – це кількість протонів в атомах елемента, вона ніколи не змінюється. Наприклад, всі атоми водню, причому тількивони мають один протон. Атомний номер натрію дорівнює 11, оскільки в його ядрі одинадцять протонів, тоді як атомний номер кисню становить вісім, тому що в ядрі його вісім протонів. Ви можете знайти атомний номер будь-якого елемента в періодичній таблиці Менделєєва - практично у всіх стандартних варіантах цей номер вказаний над буквеним позначенням хімічного елемента. Атомний номер завжди є цілим позитивним числом.
- Припустимо, нас цікавить атом вуглецю. В атомах вуглецю завжди шість протонів, тому ми знаємо, що його атомний номер дорівнює 6. Крім того, ми бачимо, що в періодичній системі у верхній частині осередку з вуглецем (C) знаходиться цифра "6", що вказує на те, що атомний номер вуглецю дорівнює шести.
- Зауважте, що атомний номер елемента не пов'язаний однозначно з його відносною атомною масою в періодичній системі. Хоча, особливо для елементів у верхній частині таблиці, може здатися, що атомна маса елемента вдвічі більша за його атомного номеравона ніколи не розраховується множенням атомного номера на два.
Знайдіть число нейтронів у ядрі.Кількість нейтронів може бути різним для різних атомів одного й того самого елемента. Коли два атоми одного елемента з однаковою кількістю протонів мають різна кількістьнейтрони, вони є різними ізотопами цього елемента. На відміну від кількості протонів, яка ніколи не змінюється, число нейтронів в атомах певного елемента може часто змінюватися, тому середня атомна маса елемента записується у вигляді десяткового дробу зі значенням між двома сусідніми цілими числами.

Складіть кількість протонів та нейтронів.Це буде атомною масою даного атома. Не звертайте уваги на кількість електронів, які оточують ядро – їхня сумарна маса надзвичайно мала, тому вони практично не впливають на ваші розрахунки.

Обчислення відносної атомної маси (атомної ваги) елемента

Визначте, які ізотопи містяться у зразку.Хіміки часто визначають співвідношення ізотопів у конкретному зразку за допомогою спеціального приладу під назвою мас-спектрометр. Однак під час навчання ці дані будуть надані вам в умовах завдань, контрольних тощо у вигляді значень, взятих із наукової літератури.
- У нашому випадку припустимо, що ми маємо справу з двома ізотопами: вуглецем-12 та вуглецем-13.
Визначте відносний зміст кожного ізотопу у зразку.Для кожного елемента різні ізотопизустрічаються в різних співвідношеннях. Ці співвідношення майже завжди виражають у відсотках. Деякі ізотопи зустрічаються дуже часто, тоді як інші дуже рідкісні - часом настільки, що їх важко виявити. Ці величини можна визначити за допомогою мас-спектрометрії або знайти у довіднику.
- Припустимо, що концентрація вуглецю-12 дорівнює 99%, а вуглецю-13 – 1%. Інші ізотопи вуглецю справдііснують, але в кількостях настільки малих, що в даному випадку ними можна знехтувати.
Помножте атомну масу кожного ізотопу на його концентрацію у зразку.Помножте атомну масу кожного ізотопу на його процентний зміст(Виражене у вигляді десяткового дробу). Щоб перевести відсотки на десятковий дрібпросто розділіть їх на 100. Отримані концентрації в сумі завжди повинні давати 1.
- Наш зразок містить вуглець-12 та вуглець-13. Якщо вуглець-12 становить 99% зразка, а вуглець-13 – 1%, необхідно помножити 12 (атомна маса вуглецю-12) на 0,99 і 13 (атомна маса вуглецю-13) на 0,01.
- У довідниках даються відсоткові співвідношеннязасновані на відомих кількостях всіх ізотопів того чи іншого елемента. Більшість підручників з хімії містять цю інформацію у вигляді таблиці наприкінці книги. Для зразка, що вивчається, відносні концентрації ізотопів можна також визначити за допомогою мас-спектрометра.
Складіть отримані результати.Підсумуйте результати множення, які ви отримали у попередньому кроці. В результаті цієї операції ви знайдете відносну атомну масу вашого елемента - середнє значення атомних мас ізотопів елемента, що розглядається. Коли розглядається елемент загалом, а чи не конкретний ізотоп даного елемента, використовується саме ця величина.
- У прикладі 12 x 0,99 = 11,88 для вуглецю-12, і 13 x 0,01 = 0,13 для вуглецю-13. Відносна атомна маса у нашому випадку становить 11,88 + 0,13 = 12,01 .

Деякі ізотопи менш стабільні за інші: вони розпадаються на атоми елементів з меншою кількістю протонів і нейтронів в ядрі з виділенням частинок, що входять до складу атомного ядра. Такі ізотопи називають радіоактивними.

Абсолютна масамолекули речовини може бути розрахована за рівнянням

Абсолютні маси атомів та молекул. Атомна одиниця маси. Відносна атомна маса. Відносна молекулярна маса та її розрахунок.

Завдання 5. Визначте абсолютну масу молекули води.

Абсолютні маси молекул легко замінити через відносні молекулярні маси (див. 3, гл. I). Молекулярна вага першого газу дорівнює

Розрахуйте абсолютну масу однієї молекули Вгз, Oj, NH3, H2SO4, Н2О, I2.

Виходячи з молярної маси та числа Авогадро, можна розрахувати абсолютні маси атомів та молекул за наступною формулою-

Відповідь Абсолютна маса молекули води дорівнює ЗХ X 10-" г = 3-10-кг.

Число молекул в одному молі речовини, зване числом Авогадро, Nf, = 6,0240- Ю. Поділивши масу однієї моля будь-якої речовини на число Авогадро, отримаємо абсолютну масу молекули в грамах. Наприклад, маса молекули Нг 2,016 6,02-10 = 3,35- 10" р. Подібно до цього обчислюють абсолютну масу атома. Молекули мають діаметр приблизно від одного до десятків ангстрем (1 А = 10" см).

Залежно від розміру та форми елементарного осередку, а також можливих розміріві симетрії молекули вирішують питання - скільки молекул може вміститися в цій елементарній комірці. При вирішенні цього питання завжди враховують правило, що молекули щільно упаковуються в кристалі, тобто виступи однієї молекули входять до западини іншої тощо (рис. 16). Таким чином, форма елементарного осередку часто дає можливість судити і про загальної формимолекули. Абсолютна маса молекули (звідки легко обчислити молекулярну масу) на підставі даних рентгеноструктурного аналізу визначається наступним чином

Знаючи число Авогадро, легко знайти абсолютну масу частки будь-якої речовини. Справді, маса в грамах молекули (атома) речовини дорівнює мольній масі, поділеній на число Авогадро. Наприклад, абсолютна маса атома водню (мольна маса атомів водню 1,008 г/моль) дорівнює 1,67-10-г.

Таким шляхом можна обчислювати абсолютні маси молекул та атомів інших елементів. Оскільки ці величини мізерно малі і незручні для розрахунків, то користуються поняттям атомна (молекулярна) вага, що відповідає масі атомів (молекул), вираженій у відносних одиницях. За атомну одиницю маси (а. е. м.)

Число молекул в 1 моль речовини, зване постійною Авогадро VА, дорівнює 6,0220-10. Поділивши масу 1 моль будь-якої речовини на постійну Авогадро, отримаємо абсолютну масу молок/ли у грамах. Наприклад, маса молекули Н 2,016 6,02-103 = 3,35-г. Подібно до цього обчислюють абсолютну масу атома. Молекули мають діаметр приблизно від 0,1 до нм.

Як обчислюється абсолютна маса атомів і молекул Обчислити абсолютні маси атома міді та молекули фосфористого водню.

Кінетичну енергію двох молекул з масами Ш] і Ш2 можна виразити як через їх загальні абсолютні швидкостіС і Сг у просторі, так і через компоненти цих швидкостей

Обчисленні абсолютних мас та обсягів атомів та молекул

Приватне від поділу абсолютної маси молекули сполуки або елемента одну дванадцяту частину абсолютної маси атома ізотопу вуглецю. Сума атомних мас усіх елементів молекули.

Такими ж надзвичайно малими виявляються маси інших атомів, а також молекул (абсолютна молекулярна маса позначається тм), наприклад, маса молекули води становить

За хімічною формулою газоподібної речовиниможна визначити деякі його кількісні характеристики процентний склад, молекулярна вага, щільність, відносну щільністьз будь-якого газу, абсолютну масу молекули.

Контрольні питання. 1. Що таке атом? будь-якого газу при нормальних умовах 5. Що таке число Авогадро Чому воно дорівнює 6. За формулою ацетилену СЗН

Наприклад, відносна молекулярна маса води 18 (округлено) означає, що молекула води в 18 разів важче 1 2 частини абсолютної маси атома вуглецю.

Дайте визначення понять а) елемент, атом, молекула; б) проста і складна речовина; в) відносні атомна і молекулярна маси; абсолютні маси атома і молекули. Що слід розуміти під умовною часткою УЧ

Ще значно раніше, у другій половині XIX століття, були зроблені перші спроби підійти до питання про абсолютну масу та розміри атомів та молекул. Хоча зважити окрему молекулу явно неможливо, теорія відкрила інший шлях треба було якось визначити кількість частинок у молі молекул чи атомів - так зване число Авогадро (Ла). Безпосередньо порахувати молекули так само неможливо, як і зважити їх, але число Авогадро входить до багатьох рівнянь різних відділів фізики, і його можна обчислити, виходячи з цих рівнянь. Вочевидь, що й результати таких обчислень, зроблених кількома незалежними шляхами, збігаються, це може бути доказом правильності знайденого значення.

Оскільки абсолютні маси атомів та молекул малі, зазвичай користуються відносними масами.

Кінетичну енергію двох молекул з масами можна виразити через компоненти швидкостей або через самі абсолютні швидкості наступним чином

Як відомо, теплота є мірою кінетичної енергії руху частинок, що утворюють цю речовину. Встановлено, що при температурі, що значно перевищує температуру абсолютного нуля, середня кінетична енергіямолекул пропорційна абсолютної температуриТ. Для молекули з масою т і середньою швидкістюі

Приклад 8. Обчисліть абсолютну масу сірчаної кислоти в грамах.

Усі досліджувані сполуки поділені на масив навчання, що містить молекули з відомими властивостями, та прогнозовану групу молекул. Аналізований масив навчання за досліджуваною властивістю поділено на дві альтернативні групи (активні - неактивні). Створені моделі представляють рівняння логічного виду Л = 7 (3), де Л – активність, (8) – вирішальний набір ознак (РНП) – комплекс фрагментів структурних формулта різних їх комбінацій, так званих субструктурних дескрипторів. Оцінка впливу фрагментів та їх поєднань на активність проводиться на підставі коефіцієнта інформативності, що змінюється в межах від мінус 1 до плюс 1. Чим вище абсолютне значенняінформативності, тим вище ймовірність впливу цієї ознаки на властивості. Знак плюс характеризує позитивний вплив, мінус – негативний. Р – алгоритм, за допомогою якого здійснюється розпізнавання властивостей досліджуваних речовин. У процесі прогнозу використовуються два алгоритми – геометрія (I) та голосування (II). Перший заснований на визначенні відстані в евклідовій метриці між досліджуваною речовиною і розрахунковим гіпотетичним еталоном досліджуваної властивості. Другий метод передбачає аналіз числа ознак (голосів) у структурі сполук, з позитивною та негативною інформативністю. Процедури молекулярного дизайну описані в розділі 5.

Відносною молекулярною масою Mr називають відношення абсолютної маси молекули до Vi2 маси атома вуглецю ізотопу Зверніть увагу на те, що відносні маси за визначенням є безрозмірними величинами.

Сопло Бекера. Різні кінетичні методи вирішення завдання поділу ізотопів можна класифікувати на методи, що використовують різницю коефіцієнтів перенесення для молекул різних мас, і на методи, що використовують рух суміші, що розділяється, в потенційному полі. Найбільш характерним методом другого класу якраз і є метод газової центрифуги, який, проте, вимагає навіть для лабораторної демонстрації своїх грандіозних можливостей вельми вражаючих дослідно-конструкторських робіт, з огляду на абсолютну інженерну нестандартність газової центрифуги. Запропонований, ймовірно Діраком, приблизно в той же час, що й газоцентрифужний, метод роздільного сопла (сопла Беккера, на ім'я керівника перших успішних експериментальних робіт)

Атоми елементів і молекули речовин характеризуються певною фізичною (абсолютною) масою т. Н2804 1,63 К) г. Абсолютні маси атомів елементів та молекул речовин надзвичайно малі, і користуватися такими значеннями незручно. Тому введено поняття про відносну масу атомів та молекул.

Відносна молекулярна маса хімічної сполуки- Ато число, що показує, у скільки разів абсолютна маса однієї молекули цієї сполуки більше атомної одиниці маси.

Визначення абсолютних мас атомів (а також мас молекул та їх уламків) мас-спектроскопія.

Велику цінність представляє визначення абсолютної маси вмісту одного елементарного осередку кристалічної структури. Розміри елементарного осередку можна виміряти, якщо це необхідно, з дуже високою точністю(Помилка становить менше 0,01%). Важче виміряти щільності, але сумарна помилка вимірювань може бути до 0,1% маси елементарного осередку (без надто великої експериментальної роботи). Крім визначення абсолютної маси осередку, по кристалічним структурам можна отримати інформацію щодо можливого вмісту осередку та іншим шляхом. Просторова групасиметрії, природа і різноманіття еквівалентних допустимих положень вузлів і основні вимоги, що полягають у тому, що інтенсивність відбитків Х-променів, що спостерігаються, повинна відповідати, в прийнятних межах, інтенсивності, розрахованої для передбачуваної кристалічної структури, все це дає певну суму відомостей, які повинні знаходитися у відповідності з якоюсь передбачуваною хімічною формулою. Так, незалежно від наявності інших молекул, будь-яку формулу повинні бути включені 46 молекул води на одиницю клітинної структуригідратів типу I. Якщо розміри елементарного осередку

Числом Авогадро називається число молекул у грам-молекулі будь-якої речовини. Цю величину можна визначити різними методами, при цьому результати, отримані різними способами, збігаються в межах точності вимірів. В даний час значення числа Авогадро приймається рівним 6,023-10. Число Авогадро є універсальною постійною воно не залежить від природи речовини та її агрегатного стану. Для обчислення абсолютної маси атома чи молекули потрібно грам-атомну чи грам-молекулярну масу розділити на число Авогадро. Так наприклад,

Одним із найважливіших властивостейречовиною є його молекулярна маса. Оскільки абсолютні маси молекул дуже малі, то розрахунках використовують відносні. Під молекулярною масою речовини зазвичай розуміють 01н0шение маси молекули даної речовини до 1/12 маси атома вуглецю. Відповідно, і маси атомів хімічних елементів також порівнюють з 1/12 маси атома вуглецю. Тоді атомна маса вуглецю дорівнює 12, інших елементів (округлено) водню - 1, кисню-16, азоту-14. Масу молекули хімічної сполуки визначають додаванням атомних мас елементів, що входять до складу молекули. Наприклад, молекулярна маса Вуглекислий газСОг дорівнює 12 + 2-16 = 44 (1 атом вуглецю з масою 12 і 2 атоми кисню з масою 16). Молекулярна маса метану СН дорівнює 12 + 4-1 = 16. Молекулярна маса деяких найбільш часто застосовуваних горючих газів та їх продуктів горіння наведена у табл. 1.1.

Звичайно, стан II і III не є абсолютно стабільними і в результаті теплового руху можуть мати місце коливання біля цих положень або навіть повороти. З підвищенням температури відносне число молекул у масі речовини, які відповідають найбільш стійкого стану, зростає, але з може перевищити числа молекул переважно стані.

Дальтон не бачив якісної різниці між простими та складними атомами, отже, не визнавав два ступені (атоми та молекули) у будові речовини. У цьому сенсі атомістика Дальтона була кроком тому проти елементно-корпускулярной концепцією Ломоносова. Однак раціональним зерном атомістики Дальтона стало його вчення про масу атомів. Цілком правильно вважаючи, що абсолютні маси атомів надзвичайно малі, Дальтон запропонував визначати відносні атомні маси. При цьому маса атома водню, як найлегшого з усіх атомів, було прийнято за одиницю. Таким чином, вперше Дальтон визначив атомну масу елемента як відношення маси даного елемента до маси атома водню. Він же становив першу таблицю атомних мас 14 елементів. Вчення Дальтона про атомні маси відіграло неоціненну роль при перетворенні хімії на колі-тчеську науку і відкриття Періодичного закону. Тому

Необхідно розрізняти поняття абсолютна маса молекули та грам-молекула. Так, 10 г-молекул води - це 18 X 10 = 180г, тобто приблизно склянку води, а 10 молекул води - мізерно мала кількість, яку неможливо відважити.

Чому дорівнюють молекулярна. маса СОг абсолютна маса молекули СОг, виражена в праймах 3. Як форм улююється закон Авогадро 4. Який обсяг займає граммолекула будь-якого газу за нормальних умов

На підставі проведених дослідів встановлена явна залежність між абсолютною масою продифундованих молекул амінокислот і їх молекулярними вагами.

Дивитися сторінки, де згадується термін Молекула абсолютна маса: Основи загальної хіміїТом 2 Видання 3 (1973) - [

Відносна атомна маса

Атоми елементів характеризуються певною (тільки їм властивою) масою. Наприклад, маса атома Н дорівнює 1,67 . 10 −23 г, атома С − 1,995 . 10 −23 г, атома О − 2,66 . 10-23 р.

Користуватися такими малими значеннями незручно, тому введено поняття про відносної атомної маси А r − відношення маси атома даного елемента до атомної одиниці маси (1,6605 . 10-24 г).

Молекула найменша часткаречовини, що зберігає Хімічні властивостіцієї речовини. Усі молекули побудовані з атомів і тому електронейтральні.

Склад молекули передається молекулярною формулою яка відображає і якісний склад речовини (символи хімічних елементів, що входять до його молекули), і його кількісний склад (нижні числові індекси, що відповідають числу атомів кожного елемента в молекулі).

Маса атомів та молекул

Для вимірювання мас атомів і молекул у фізиці та хімії прийнято єдина системавимірювання. Ці величини вимірюються у відносних одиницях.

Атомна одиниця маси (а.е.м.) дорівнює 1/12 маси mатома вуглецю 12 С ( mодного атома 12 С дорівнює 1993Ч10 -26 кг).

Відносна атомна маса елемента (A r)- це безрозмірна величина, що дорівнює відношенню середньої масиатома елемента до 1/12 маси атома 12 С. Під час розрахунку відносної атомної маси враховується ізотопний склад елемента. Величини A rвизначають за таблицею Д.І. Менделєєва

Абсолютна маса атома (m)дорівнює відносної атомної маси, помноженої на 1 а. Наприклад, для атома водню абсолютна маса визначається так:

m(H) = 1,008Ч1,661Ч10 -27 кг = 1,674Ч10 -27 кг

Відносна молекулярна маса сполуки (M r)- це безрозмірна величина, що дорівнює відношенню маси mмолекули речовини до 1/12 маси атома 12 С:

Відносна молекулярна маса дорівнює сумі відносних масатомів, які входять до складу молекули. Наприклад:

М r(C 2 H 6) = 2Ч A r(C) + 6Ч A r(H) = 2Ч12 + 6 = 30.

Абсолютна маса молекули дорівнює відносної молекулярної маси, помноженої на 1 а.

2. Що називається молярною масою еквівалента?

кон еквівалентіввідкрито Ріхтером в 1791р. Атоми елементів взаємодіють один з одним у певних співвідношеннях - еквівалентах.

У СІ еквівалент є 1/z частина (уявна) частинки Х. Х – атом, молекула, іон тощо. Z – дорівнює числупротонів, яке зв'язує або віддає частка Х (еквівалент нейтралізації) або числу електронів, яке віддає або приймає частка Х (еквівалент окислення-відновлення) або заряду іона Х (іонний еквівалент).

Молярна маса еквівалента, розмірність – г/моль, є відношення молярної маси частинки Х до Z.

Наприклад, молярна маса еквівалента елемента визначається ставленням молярної маси елемента до його валентності.

Закон еквівалентів: маси реагуючих речовин відносяться між собою, як молярні маси їх еквівалентів.

Математичний вираз

де m 1 і m 2 - маси реагуючих речовин,

Молярні маси їхніх еквівалентів.

Якщо реагує порція речовини характеризується не масою, а обсягом V(x), то у вираженні закону еквівалентів його молярна маса еквівалента замінюється молярним обсягом еквівалента.

3. Які основні закони хімії?

Основні закони хімії. Закон збереження маси та енергії сформулював М. В. Ломоносов у 1748 році. Маса речовин, що беруть участь у хімічних реакціяхне змінюється. У 1905 р. Ейнштейн вважав, взаємозв'язок між енергією та масою

Е=m×c 2 з=3×10 8 м/с

Маса та енергія є властивості матерії. Маса – міра енергії. Енергія – міра руху, тому вони не еквівалентні і не перетворюються одна на одну, проте щоразу, коли змінюється енергія тіла Е, змінюється його маса m. Відчутні зміни маси відбуваються у ядерній хімії.

З погляду атомно-молекулярної теорії атоми мають постійну масуне зникають і не виникають із нічого, це призводить до збереження маси речовин. Закон доведено експериментально. Маючи цей закон складаються хімічні рівняння. Кількісні розрахунки за рівняннями реакцій називають стехіометричними розрахунками. В основі всіх кількісних розрахунків лежить закон збереження маси, отже, можна планувати і контролювати виробництво.

4. Які основні класи неорганічних сполукіснують? Дайте визначення, наведіть приклади.

Прості речовини. Молекули складаються із атомів одного виду (атомів одного елемента). У хімічних реакціях що неспроможні розкладатися з утворенням інших речовин.

Складні речовини (чи хімічні сполуки).Молекули складаються з атомів різного виду(Атомів різних хімічних елементів). У хімічних реакціях розкладаються із заснуванням кількох інших речовин.

Різкої межі між металами та неметалами немає, т.к. є прості речовини, що виявляють подвійні властивості.

5. Якими є основні типи хімічних реакцій?

Існує безлічрізних хімічних реакцій та кілька способів їх класифікації. Найчастіше хімічні реакції класифікують за кількістю та складом реагентів та продуктів реакції. За цією класифікацією виділяють чотири типи хімічних реакцій – це реакції сполуки, розкладання, заміщення, обміну.

Реакція з'єднання- це реакція, реагентами якої є дві або кілька простих чи складних речовин, а продуктом – одна складна речовина. Приклади реакцій сполуки:

Утворення оксиду з простих речовин- C + O 2 = CO 2 , 2Mg + O 2 = 2MgO

Взаємодія металу з неметалом та одержання солі - 2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

Взаємодія оксиду з водою - CaO + H 2 O = Ca(OH) 2

Реакція розкладання- це реакція, реагентом якої є одна складна речовина, а продуктом - дві або кілька простих чи складних речовин. Найчастіше реакції розкладання протікають при нагріванні. Приклади реакцій розкладання:

Розкладання крейди при нагріванні: CaCO 3 = CaO + CO 2

Розкладання води під дією електричного струму: 2H 2 O = 2H 2 + O 2

Розкладання оксиду ртуті при нагріванні - 2HgO = 2Hg + O 2

Реакція заміщення- це реакція, реагентами якої є просте та складне речовини, а продуктами - також просту та складну речовини, але атоми одного з елементів у складній речовині замінені на атоми простого реагенту. Приклади:

Заміщення водню в кислотах - Zn+H2SO4=ZnSO4+H2

Витіснення металу із солі - Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

Освіта лугу - 2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2

Реакція обміну- це реакція, реагентами та продуктами якої є по дві складні речовини, у процесі реакції реагенти обмінюються між собою своїми складовими частинами, внаслідок чого утворюються інші складні речовини. Приклади:

Взаємодія солі з кислотою: FeS + 2HCl = FeCl 2 + H 2 S

Взаємодія двох солей: 2K 3 PO 4 + 3MgSO 4 = Mg 3 (PO 4) 2 + 3K 2 SO 4

Існують хімічні реакції, які не можна віднести до жодного з перерахованих типів.

6. Ким, коли та якими дослідами було відкрито ядро атома та створено ядерну модель атома?

Ядерна модель атома. Одна з перших моделей будови атома була запропонована англійським фізиком Е. Резерфордом. У дослідах з розсіювання а-часток було показано, що майже вся маса атома зосереджена в дуже малому обсязі – позитивно зарядженому ядрі. Згідно з моделлю Резерфорда, навколо ядра на відносно великій відстані безперервно рухаються електрони, причому їх кількість така, що в цілому атом електрично нейтральний. Пізніше наявність в атомі важкого ядра, оточеного електронами, було підтверджено іншими вченими. Перша спроба створення моделі атома з урахуванням накопичених експериментальних даних (1903 р.) належить Дж. Томсону. Він вважав, що атом є електронейтральною системою. кулястої формирадіусом, приблизно рівним 10-10 м. Позитивний зарядатома рівномірно розподілено по всьому об'єму кулі, а негативно заряджені електрони знаходяться всередині нього (рис. 6.1.1). Для пояснення лінійчастих спектрів випромінювання атомів Томсон намагався визначити розташування електронів в атомі та розрахувати частоти їх коливань біля положень рівноваги. Однак ці спроби не мали успіху. Через кілька років у дослідах великого англійського фізикаЕге. Резерфорда було підтверджено, що модель Томсона неправильна.

7. Що нового запровадив Н. Бор у уявленні про атом? Дайте короткий викладпостулатів Бора стосовно атома водню.

Теорія Бору для атома водню

Наслідуючи теорію Бора для атома водню, Зоммерфельд запропонував таке правило квантування, що при його застосуванні до атома водню модель Бора не суперечить хвильової природиелектрона, постульованої де Бройлем. Вивести вираз для рівнів енергії атома водню, використовуючи правило Зоммерфельда, згідно з яким дозволені електронні орбіталі є колами з довжиною, кратною довжині хвилі електрона.

Так як квантові числа I, т і не вносять нічого в енергію електронного стану, то всі можливі стани в даному радіальному рівні енергетично рівні. Це означає, що у спектрі спостерігатимуться лише поодинокі лінії, такі, як передбачав Бор. Однак добре відомо, що в спектрі водню існує тонка структуравивчення якої було поштовхом до розвитку теорії Бора - Зоммерфельда для атома водню. Очевидно, що проста форма хвильового рівнянняне цілком адекватно описує атом водню, і, таким чином, ми перебуваємо в положенні, лише трохи краще тогоколи спиралися на модель атома Бора.

8. Що визначають та які значення можуть мати: головне квантове число n, побічне (орбітальне) - l,магнітне - m lта спинове - m s?

Квант ові числа.

1. Головне квантове число, n– приймає цілочисельні значення від 1 до ¥ (n=1 2 3 4 5 6 7…) або літерні (K L M N O P Q).

max значення nвідповідає числу енергетичних рівнів в атомі та відповідає номеру періоду в таблиці Д.І. Менделєєва, що характеризує величину енергії електрона, розмір орбіталі. Елемент з n=3 має 3 енергетичних рівня, знаходиться в третьому періоді, має більший розмір електронної хмари та енергію, ніж елемент з n=1.

2. Орбітальне квантове число lприймає значення залежно від головного квантового числата має відповідні буквені значення.

l=0, 1, 2, 3… n-1

l – характеризує форму орбіталей:

Орбіталі з тим самим значенням n, але з різними значеннями lрозрізняються кілька по енергії тобто рівні поділяються на підрівні.

Число можливих підрівнів дорівнює головному квантовому числу.

3. Магнітне квантове число m lприймає значення від -l,…0…,+l.

Число можливих значень магнітного квантового числа визначає число орбіталей цього виду. У межах кожного рівня може бути лише:

одна s - орбіталь, т.к. m l=0 при l=0

три р - орбіталі, m l= -1 0 +1, при l = 1

п'ять d – орбіталей m l=-2 -1 0 +1 +2, при l = 2

сім f – орбіталей.

Магнітне квантове число визначає орієнтацію орбіталей у просторі.

4. Спинове квантове число (спин), m s.

Спін характеризує магнітний моментелектрона, обумовлений обертанням електрона навколо власної осіза годинниковою та проти годинникової стрілки.

Позначивши електрон стрілкою, а орбіталь рисочкою або клітинкою можна показати

Правила, що характеризують порядок наповнення орбіталей.

Принцип Паулі:

ll n 2, а на рівнях - 2n 2

n+l), при рівності, з n- Найменшою.

правилу Гунда

9. Як пояснює теорія Бора походження та лінійчасту структуру атомних спектрів?

Теорія М. Бора була запропонована в 1913 році, в ній використовувалася планетарна модель Резерфорда та квантова теорія Планка-Ейнштейна. Планк вважав, що з межею ділимості матерії – атом, існує межа ділимості енергії – квант. Атоми випромінюють енергію не безперервно, а певними порціями квантами

Перший постулат Н. Бора: існують суворо певні дозволені, звані стаціонарні орбіти; перебуваючи на яких електрон не поглинає та не випромінює енергію. Дозволеними є лише ті орбіти, для яких момент кількості руху рівний добутку m e ×V×r, може змінюватись певними порціями (квантами), тобто. квантується.

Стан атома з n=1 називають нормальним, за n=2,3… - збудженим.

Швидкість електрона зі збільшенням радіусу зменшується, кінетична та загальна енергія зростає.

Другий постулат Бору:при переході з однієї орбіти в іншу електрон поглинає чи випромінює квант енергії.

Е дальн -Е ближ = h×V. Е=-21,76×10 -19 /n 2 Дж/атом=-1310кДж/моль.

Таку енергію треба витратити, щоб перевести електрон в атомі водню з першої борівської орбіти (n=1) на віддалену, тобто нескінченно. відірвати електрон від атома, перетворивши його на позитивно заряджений іон.

Квантова теорія Бора пояснила лінійний характер спектру атомів водню.

Недоліки:

1. Постулюється перебування електрона тільки на стаціонарних орбітах, як у такому разі відбувається перехід електронів?

2. Не пояснюються всі деталі спектрів, їхня різна товщина.

Що в атомі називають енергетичним рівнем та енергетичним підрівнем?

Число енергетичнихрівнів атомадорівнює номеру періоду, в якому він розташований. Наприклад,калій(К) -елемент четвертого періоду, має 4 енергетичного рівня(n = 4). Енергетичний підрівень- Сукупність орбіталей з однаковими значеннями головного та орбітального квантових чисел.

11. Яку форму мають s-, p-і d-електронні хмари.

При хімічних реакціях ядра атомів залишаються без змін, змінюється лише будова електронних оболоноквнаслідок перерозподілу електронів між атомами. Здатністю атомів віддавати чи приєднувати електрони визначаються його хімічні властивості.

Електрон має подвійну (корпускулярно-хвильову) природу. Завдяки хвильовим властивостямелектрони в атомі можуть мати лише суворо певні значенняенергії, що залежить від відстані до ядра. Електрони, що мають близькі значення енергії, утворюють енергетичний рівень. Він містить строго певну кількість електронів - максимально 2n 2 . Енергетичні рівні поділяються на s-, p-, d-і f-підрівні; їх число дорівнює номеру рівня.

Квантові числа електронів

Стан кожного електрона в атомі зазвичай описують за допомогою чотирьох квантових чисел: головного (n), орбітального (l), магнітного (m) та спінового (s). Перші три характеризують рух електрона у просторі, а четверте – навколо своєї осі.

Головне квантове число(n). Визначає енергетичний рівень електрона, віддаленість рівня від ядра, розмір електронної хмари. Приймає цілі значення (n = 1, 2, 3...) та відповідає номеру періоду. З періодичної системидля будь-якого елемента за номером періоду можна визначити кількість енергетичних рівнів атома та який енергетичний рівень є зовнішнім.

Елемент кадмій Cd розташований у п'ятому періоді, отже n = 5. У його атомі електрони розподілені за п'ятьма енергетичними рівнями (n = 1, n = 2, n = 3, n = 4, n = 5); зовнішнім буде п'ятий рівень (n=5).

Орбітальне квантове число(l) характеризує геометричну формуорбіталі. Приймає значення цілих чисел від 0 до (n – 1). Незалежно від номера енергетичного рівня, кожному значення орбітального квантового числа відповідає орбіталь особливої форми. Набір орбіталей з однаковими значеннями n називається енергетичним рівнем, c однаковими n та l - підрівнем.

l=0 s-підрівень, s-орбіталь – орбіталь сфера

l=1 p-підрівень, p-орбіталь - орбіталь гантель

l=2 d-підрівень, d-орбіталь - орбіталь складної форми

f-підрівень, f-орбіталь – орбіталь ще складнішої форми

На першому енергетичному рівні(n = 1) орбітальне квантове число l приймає єдине значення l = (n - 1) = 0. Форма жили - сферична; на першому енергетичному лише один підрівень - 1s. Для другого енергетичного рівня (n = 2) орбітальне квантове число може набувати двох значень: l = 0, s-орбіталь - сфера більшого розміру, ніж на першому енергетичному рівні; l = 1, p-орбіталь – гантель. Таким чином, на другому енергетичному рівні є два підрівні - 2s та 2p. Для третього енергетичного рівня (n = 3) орбітальне квантове число l приймає три значення: l = 0, s-орбіталь – сфера більшого розміру, ніж на другому енергетичному рівні; l = 1, p-орбіталь – гантель більшого розміру, ніж на другому енергетичному рівні; l = 2, d-орбіталь складної форми.

Таким чином, на третьому енергетичному рівні можуть бути три енергетичні підрівні - 3s, 3p та 3d.

12. Дайте формулювання принципу Паулі та правила Гунду.

Принцип Паулі:в атомі може бути двох і більше електронів з однаковим набором всіх чотирьох квантових чисел. З чого випливає, що на одній орбіталі можуть бути два електрони з протилежно спрямованими спинами.

Максимально можлива кількість електронів:

на s – підрівні - одна орбіталь – 2 електрони, тобто. s 2;

на p- – -три орбіталі – 6 електронів, тобто. р 6;

на d - - п'ять орбіталей - 10 електронів, тобто. d 10;

на f- –– - сім орбіталей – 14 електронів, тобто. f 14 .

Число орбіталей на підрівнях визначається 2 l+1, а кількість електронів на них буде 2×(2 l+1), число орбіталей на підрівнях дорівнює квадрату головного квантового числа n 2, а на рівнях - 2n 2, т.ч. у першому періоді періодичної системи елементів максимально може бути 2 елементи, у другому – 8, у третьому – 18 елементів, у четвертому – 32.

Відповідно до I та II правил М.В.Клечковського заповнення орбіталей відбувається в порядку зростання суми ( n+l), при рівності, з n- Найменшою.

Електронні формулизаписуються наступним чином:

1. У вигляді числового коефіцієнта вказують номер енергетичного рівня.

2. Наводять буквені позначення підрівня.

3. Число електронів на даному енергетичному підрівні вказують у вигляді показника ступеня, причому всі електрони даного підрівня підсумовуються.

Розміщення електронів у межах цього рівня підпорядковується правилу Гунда: на цьому рівні електрони прагнуть зайняти максимальну кількість вільних орбіталей, так, щоб сумарний спин був максимальним.

13. Дайте формулювання правил Клечковського. Як вони визначають порядок наповнення АТ?

Електронні формули записуються так:

1. У вигляді числового коефіцієнта вказують номер енергетичного рівня.

2. Наводять буквені позначення підрівня.

14. Що називають енергією іонізації, спорідненістю до електрона, електронегативністю та в яких одиницях вони вимірюються?

Атомні характеристики. Хімічна природаелемента обумовлюється здатністю його атома втрачати чи набувати електрони. Ця здатність кількісно може бути оцінена енергією іонізаціїатома та його спорідненістю до електронів.

Енергією іонізаціїназивається енергія, яку необхідно витратити для відриву електрона від атома (іона чи молекули). Вона виявляється у джоулях чи електронвольтах. 1 ЕВ = 1,6 10 -19 Дж.

Енергія іонізації, I є мірою відновлювальної здатності атома. Чим менше I, тим більша відновна здатність атома.

Найменшими значеннями I мають s елементи першої групи. Значення I 2 їм різко зростають. Аналогічно для елементів II групи різко зростає I 3 .

Найбільшими значеннями I 1 мають p-елементи VIII групи. Це зростання енергії іонізації при переході від елементів I групи до p елементів VIII групи обумовлюється зростанням ефективного заряду ядра.

Спорідненістю до електронаназивається енергія, що виділяється при приєднанні електрона до атома (іона чи молекули). Виражається також у Дж або еВ. Можна сміливо сказати, що спорідненість до електрону – міра окислювальної здатності частинок. Надійні значення Е знайдені лише невеликої кількості елементів.

Найбільшою спорідненістю до електрона мають р-елементи VII групи (галогени), оскільки приєднуючи один електрон до нейтрального атома вони набувають закінченого октету електронів.

E(F) = 3,58 еВ, Е(Cl) = 3,76 еВ

Найменші і навіть від'ємні значенняЕ мають атоми з конфігурацією s 2 і s 2 p 6 або наполовину заповненим р-підрівнем.

Е(Mg) = -0,32 еВ, Е(Ne) = -0.57 еВ, Е(N) = 0,05 еВ

Приєднання наступних електронів неможливе. Так, багатозарядні аніони О2-, N3-не існують.

Електронегативністюназивається кількісна характеристикаЗдібності атома в молекулі притягувати до себе електрони. Ця здатність залежить від I та Е. За Маллікена: ЕО = (I+E)/2.

Електронегативності елементів за періодом зростають, за групою – зменшуються.