Բոլոր քիմիական նյութերի մոլեկուլային կշիռները: Հարաբերական մոլեկուլային քաշը. Ինչ ենք մենք սովորել
Ատոմները և մոլեկուլները նյութի ամենափոքր մասնիկներն են, հետևաբար, որպես չափման միավոր, կարող եք ընտրել ատոմներից մեկի զանգվածը և արտահայտել այլ ատոմների զանգվածները ընտրվածի նկատմամբ: Այսպիսով, ի՞նչ է մոլային զանգվածը և ո՞րն է դրա չափը:
Ի՞նչ է մոլային զանգվածը:
Ատոմային զանգվածների տեսության հիմնադիրը գիտնական Դալթոնն էր, ով կազմեց ատոմային զանգվածների աղյուսակը և որպես միավոր վերցրեց ջրածնի ատոմի զանգվածը։
Մոլային զանգվածը նյութի մեկ մոլի զանգվածն է։ Խլուրդն իր հերթին այն նյութի քանակությունն է, որը պարունակում է որոշակի քանակությամբ ամենափոքր մասնիկներ, որոնք մասնակցում են քիմիական գործընթացներին: Մեկ մոլում մոլեկուլների թիվը կոչվում է Ավոգադրոյի թիվ։ Այս արժեքը հաստատուն է և չի փոխվում:
Բրինձ. 1. Ավոգադրոյի թվի բանաձեւը.
Այսպիսով, նյութի մոլային զանգվածը մեկ մոլի զանգվածն է, որի մեջ կա 6,02 * 10^23 տարրական մասնիկ։
Ավոգադրոյի թիվն իր անունը ստացել է ի պատիվ իտալացի գիտնական Ամեդեո Ավագադրոյի, ով ապացուցել է, որ գազերի հավասար ծավալներում մոլեկուլների թիվը միշտ նույնն է։
Միջազգային SI համակարգում մոլային զանգվածը չափվում է կգ/մոլով, թեև այդ արժեքը սովորաբար արտահայտվում է գրամ/մոլով: Այս արժեքը նշվում է անգլերեն M տառով, իսկ մոլային զանգվածի բանաձևը հետևյալն է.
որտեղ m-ը նյութի զանգվածն է, իսկ v՝ նյութի քանակությունը:
Բրինձ. 2. Մոլային զանգվածի հաշվարկ.
Ինչպե՞ս գտնել նյութի մոլային զանգվածը:
Դ. Ի. Մենդելեևի աղյուսակը կօգնի հաշվարկել նյութի մոլային զանգվածը: Վերցրեք ցանկացած նյութ, օրինակ՝ ծծմբաթթուն, որի բանաձևը հետևյալն է՝ H 2 SO 4: Այժմ անդրադառնանք աղյուսակին և տեսնենք, թե որն է թթուն կազմող տարրերից յուրաքանչյուրի ատոմային զանգվածը։ Ծծմբաթթուն բաղկացած է երեք տարրից՝ ջրածին, ծծումբ, թթվածին։ Այս տարրերի ատոմային զանգվածը, համապատասխանաբար, 1, 32, 16 է։
Ստացվում է, որ ընդհանուր մոլեկուլային զանգվածը 98 ատոմային զանգվածի միավոր է (1 * 2 + 32 + 16 * 4): Այսպիսով, պարզեցինք, որ մեկ մոլ ծծմբաթթուն կշռում է 98 գրամ։
Նյութի մոլային զանգվածը թվայինորեն հավասար է հարաբերական մոլեկուլային զանգվածին, եթե կառուցվածքային միավորներնյութերը մոլեկուլներ են: Նյութի մոլային զանգվածը կարող է հավասար լինել նաև հարաբերական ատոմային զանգվածին, եթե նյութի կառուցվածքային միավորները ատոմներ են։
Մինչև 1961 թվականը թթվածնի ատոմը ընդունվում էր որպես ատոմային զանգվածի միավոր, բայց ոչ ամբողջ ատոմը, այլ դրա 1/16 մասը։ Միաժամանակ քիմիական և ֆիզիկական միավորզանգվածները նույնը չէին. Քիմիականը 0,03%-ով ավելի է եղել, քան ֆիզիկականը։
Ներկայումս ֆիզիկայում և քիմիայում ընդունվել է չափման միասնական համակարգ։ Որպես ստանդարտ e.a.m. Ընտրված է ածխածնի ատոմի զանգվածի 1/12-ը։
Բրինձ. 3. Ածխածնի ատոմային զանգվածի միավորի բանաձևը.
Ցանկացած գազի կամ գոլորշու մոլային զանգվածը շատ հեշտ է չափել։ Բավական է օգտագործել վերահսկողությունը։ Գազային նյութի նույն ծավալը քանակով հավասար է նույն ջերմաստիճանում գտնվող մյուսին: Գոլորշու ծավալը չափելու հայտնի միջոց է տեղահանված օդի քանակությունը որոշելը: Այս գործընթացն իրականացվում է չափիչ սարք տանող կողային ելքի միջոցով:
Քիմիայի մեջ շատ կարևոր է մոլային զանգված հասկացությունը։ Դրա հաշվարկն անհրաժեշտ է պոլիմերային համալիրների և բազմաթիվ այլ ռեակցիաների ստեղծման համար։ Դեղագործության մեջ տվյալ նյութի կոնցենտրացիան նյութում որոշվում է մոլային զանգվածի միջոցով։ Նաև մոլային զանգվածը կարևոր նշանակություն ունի կենսաքիմիական հետազոտությունների (տարրում փոխանակման գործընթաց) տրամադրման գործում:
Մեր օրերում գիտության զարգացման շնորհիվ հայտնի են արյան գրեթե բոլոր բաղադրիչների, այդ թվում՝ հեմոգլոբինի մոլեկուլային կշիռները։
Ի՞նչ ենք մենք սովորել:
Քիմիայի 8-րդ դասարանում կարեւոր թեմա է «նյութի մոլային զանգվածը»։ Մոլային զանգվածը կարևոր ֆիզիկական և քիմիական հասկացություն է: Մոլային զանգվածը նյութի հատկանիշն է, նյութի զանգվածի հարաբերությունն այս նյութի մոլերի թվին, այսինքն՝ նյութի մեկ մոլի զանգվածին։ այն չափվում է կգ/մոլով կամ գրամ/մոլով:
Թեմայի վիկտորինան
Հաշվետվության գնահատում
Միջին գնահատականը: 4.2. Ստացված ընդհանուր գնահատականները՝ 331։
Գաղտնիք չէ, որ քիմիական նշանները թույլ են տալիս պատկերել բարդ նյութի բաղադրությունը բանաձևերի տեսքով։
Քիմիական բանաձև- սա նյութի բաղադրության պայմանական գրառում է քիմիական նշանների և ինդեքսների միջոցով:
Բանաձևերը տարբերում են մոլեկուլային, կառուցվածքային, էլեկտրոնային և այլն:
Մոլեկուլային բանաձևեր(H3P04, Fe203, A1 (OH) 3, Na2S04, 02 և այլն) ցույց են տալիս որակական (այսինքն, թե ինչ տարրերից է կազմված նյութը) և քանակական (այսինքն՝ յուրաքանչյուր տարրի քանի ատոմ կա նյութի մեջ):
Կառուցվածքային բանաձևերցույց տալ ատոմների միացման կարգը մոլեկուլում՝ ատոմները միացնելով գծիկներով (մեկ գծիկ՝ մեկ քիմիական կապ մոլեկուլի երկու ատոմների միջև)։
Հարաբերական ատոմային և մոլեկուլային զանգված
Հարաբերական ատոմային զանգվածնյութը կամ տարրը չափազուրկ մեծություն է: Ինչու է այն անչափ, քանի որ զանգվածը պետք է ունենա չափ:
Պատճառն այն է, որ նյութի ատոմային զանգվածը կգ-ով շատ փոքր է և արտահայտվում է 10-ից մինուս 27 հզորության կարգով։ Այս ցուցանիշը հաշվարկներում հաշվի չառնելու համար յուրաքանչյուր տարրի զանգվածը կրճատվել է մինչև ածխածնի իզոտոպի զանգվածի 1/12 հարաբերակցությունը։ Այդ պատճառով ածխածնի հարաբերական ատոմային զանգվածը 12 միավոր է։
Հարաբերական ատոմային զանգվածների ժամանակակից արժեքները տրված են Դ.Ի. Մենդելեևի տարրերի պարբերական համակարգում: տարրերի մեծ մասի համար,
Այս տարրերի իզոտոպների բնական խառնուրդի ատոմային զանգվածների միջին թվաբանական արժեքները:
Օրինակ՝ ջրածնի հարաբերական զանգվածը 1 է, իսկ թթվածինը 16 է։
Պարզ և բարդ նյութերի հարաբերական մոլեկուլային զանգվածը թվայինորեն հավասար է մոլեկուլը կազմող ատոմների հարաբերական ատոմային զանգվածների գումարին։
Օրինակ, ջրի հարաբերական մոլեկուլային քաշը, որը բաղկացած է երկու ջրածնի ատոմից և մեկ թթվածնի ատոմից,
Քիմիական բանաձևը կարող է օգտագործվել ինչպես քիմիական բաղադրությունը, այնպես էլ մոլեկուլային քաշը հաշվարկելու համար:
Քիմիական բանաձևերով որոշված քանակական բաղադրությունը մեծ նշանակություն ունի բազմաթիվ հաշվարկների համար, որոնք կատարվում են ըստ քիմիական կազմի։
Նյութի հարաբերական մոլեկուլային զանգվածի հաշվարկն ըստ քիմիական բանաձևի կատարվում է քիմիական բանաձևի համապատասխան ինդեքսներով տարրերի հարաբերական ատոմային զանգվածների արտադրյալներն ավելացնելով։
Ինչպես է հաշվարկվում նյութի մոլեկուլային քաշը, մենք համարեցինք մի փոքր ավելի բարձր:
Եվ հենց այս խնդիրն է ավտոմատացնում մեր քիմիական հաշվիչը:
Իմանալով նյութի մոլեկուլային քաշը, մեզ համար ոչինչ չի ծախսվում մոլային զանգվածը հաշվարկելու համար:
խալնույն քանակություն պարունակող համակարգում նյութի քանակությունն է կառուցվածքային տարրերքանի՞ ատոմ կա 12 գրամ ածխածնի 12-ում
Այսպիսով, նյութի մոլային զանգվածը ճշգրտորեն համապատասխանում է հարաբերական մոլեկուլային զանգվածին և ունի գրամ/մոլ չափս։
Այսպիսով, ջրի մոլային զանգվածը 18 գրամ/մոլ է։
Նյութի մոլային զանգվածը կարող է սահմանվել որպես հարաբերակցություն նյութի տվյալ մասի զանգվածըդեպի նյութի քանակությունըայս հատվածում
Տարբերակիչ հատկանիշներ
Ինչ վերաբերում է այլ հաշվիչներին, որոնք հաշվարկում են նյութի մոլային զանգվածը, այս հաշվիչը ունի հետևյալ հատկանիշները.
Բանաձևը կարող է պարունակել փակագծեր, օրինակ
Բանաձևը կարող է պարունակել գործակից
Եթե բանաձևում յուրաքանչյուր քիմիական տարրի զանգվածային բաժինները հաշվարկելու անհրաժեշտություն կա, ապա դուք պետք է օգտագործեք նյութի զանգվածային բաժինը առցանց հաշվիչը:
Ինչ մոլային զանգվածներ քիմիական տարրերկլորացված չէ?
Տրամաբանական է ենթադրել, եթե կարդում եք, թե որտեղից է գալիս «հարաբերական զանգված» հասկացությունը, ապա այդ «ոչ կլորացված» զանգվածը կլինի մեկ տարրի մեջ. Ածխածին . Կլինե՞ն այլ քիմիական տարրեր «չկլորացված» զանգվածներով։ Ես կասկածում եմ.
շարահյուսություն
մոլային բանաձև[!]
որտեղ բանաձևը քիմիական նյութի կամայական բանաձև է:
Ուշադրություն. Բանաձևում քիմիական տարրերը պետք է նշվեն ինչպես պարբերական աղյուսակում:
պարզ օրինակը ցույց կտա, թե ինչ արժե սխալի արժեքը՝ չհարգել տառերի մեծատառերը (մեծ կամ փոքրատառերը).
Եթե մենք գրում ենք CO, ապա սա ածխածին և թթվածին է, իսկ եթե գրում ենք Co, ապա սա կոբալտ է:
Բանաձևի ցանկացած մասում կարող եք տեղադրել ծառայության նշան (բացականչական նշան):
Ի՞նչ է նա տալիս մեզ:
Այն կլորացնում է բոլոր պարամետրերը մինչև այն ճշգրտության մակարդակը, որն օգտագործվում է դպրոցական ծրագիր. Սա շատ հարմար է նրանց համար, ովքեր դպրոցական խնդիրներ են լուծում։
Օրինակ՝ դպրոցի դասագրքերում ջրի մոլային զանգվածը 18 է, իսկ ավելի ճշգրիտ ալգորիթմները հաշվի առնելու դեպքում կստացվի, որ մոլային զանգվածը 18,01528 է։ Տարբերությունը փոքր է, բայց եթե հաշվարկեք, օրինակ, քիմիական նյութի զանգվածային բաժինը, ապա ստացվում է ելքային պարամետրերի փոքր, բայց շատ տհաճ անհամապատասխանություն, որը կարող է մոլորեցնել հաշվիչի անփորձ օգտվողներին:
Օրինակներ
հարցում գրելը մոլային NaMgU3O24C18H27
պատասխան ենք ստանում
Եթե մուտքագրման պարամետրերում բացականչական նշան գրենք, ապա կստանանք հետեւյալ պատասխանը
Ատոմների և մոլեկուլների զանգվածները շատ փոքր են, ուստի հարմար է որպես չափման միավոր ընտրել ատոմներից մեկի զանգվածը և արտահայտել մնացած ատոմների զանգվածները դրա նկատմամբ։ Դա հենց այն է, ինչ արել է ատոմային տեսության հիմնադիր Դալթոնը, ով կազմել է ատոմային զանգվածների աղյուսակը՝ որպես միավոր վերցնելով ջրածնի ատոմի զանգվածը։
Մինչև 1961 թվականը ֆիզիկայում որպես ատոմային զանգվածի միավոր ընդունվում էր 16 O թթվածնի ատոմի զանգվածի 1/16-ը (կրճատ՝ ամու), իսկ քիմիայում՝ բնական թթվածնի միջին ատոմային զանգվածի 1/16-ը, որը խառնուրդ է։ երեք իզոտոպներից. Քիմիական զանգվածի միավորը 0,03%-ով մեծ էր ֆիզիկականից։
Տարրի ատոմային զանգված և հարաբերական ատոմային զանգված
Ներկայումս ֆիզիկայում և քիմիայում ընդունվել է չափման միասնական համակարգ։ Որպես ատոմային զանգվածի ստանդարտ միավոր ընտրվում է ածխածնի 12 C ատոմի զանգվածի 1/12-ը։
1 ամու \u003d 1/12 մ (12 C) \u003d 1,66057 × 10 -27 կգ \u003d 1,66057 × 10 -24 գ:
ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ
Տարրի հարաբերական ատոմային զանգված (A r)- սա անչափ մեծություն է, որը հավասար է տարրի ատոմի միջին զանգվածի հարաբերությանը 12 C ատոմի զանգվածի 1/12-ին:
Հարաբերական ատոմային զանգվածը հաշվարկելիս տարրերի իզոտոպների առատությունը երկրի ընդերքը. Օրինակ՝ քլորն ունի երկու իզոտոպ՝ 35 Cl (75,5%) և 37 Cl (24,5%)։Քլորի հարաբերական ատոմային զանգվածը հետևյալն է.
A r (Cl) \u003d (0,755 × m (35 Cl) + 0,245 × m (37 Cl)) / (1/12 × m (12 C) = 35,5:
Հարաբերական ատոմային զանգվածի սահմանումից հետևում է, որ ատոմի միջին բացարձակ զանգվածը հավասար է հարաբերական ատոմային զանգվածին ամուի վրա.
m(Cl) = 35,5 × 1,66057 × 10 -24 = 5,89 × 10 -23 գ:
Տարրի հարաբերական մոլեկուլային քաշը
ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ
Նյութի հարաբերական մոլեկուլային քաշը (M r)- սա անչափ մեծություն է, որը հավասար է նյութի մոլեկուլի զանգվածի հարաբերությանը 12 C ատոմի զանգվածի 1/12-ին:
Մոլեկուլի հարաբերական մոլեկուլային զանգվածը հավասար է մոլեկուլը կազմող ատոմների հարաբերական ատոմային զանգվածների գումարին, օրինակ.
M r (N 2 O) = 2×A r (N) + A r (O) = 2×14,0067 + 15,9994 = 44,0128:
Մոլեկուլի բացարձակ զանգվածը հավասար է հարաբերական մոլեկուլային զանգվածին ամուի վրա։
Նյութերի սովորական նմուշներում ատոմների և մոլեկուլների թիվը շատ մեծ է, հետևաբար, նյութի քանակությունը բնութագրելիս օգտագործվում է չափման հատուկ միավոր՝ մոլը։
Մոլը նյութի քանակն է, որը պարունակում է այնքան մասնիկներ (մոլեկուլներ, ատոմներ, իոններ, էլեկտրոններ), որքան ածխածնի ատոմներ կան 12 C իզոտոպի 12 գ-ում։
Մեկ 12 C ատոմի զանգվածը 12 ամու է, ուստի 12 C իզոտոպի 12 գ-ում ատոմների թիվը հետևյալն է.
N A \u003d 12 գ / 12 × 1,66057 × 10 -24 գ \u003d 1 / 1,66057 × 10 -24 \u003d 6,0221 × 10 -23:
Այսպիսով, նյութի մոլը պարունակում է այս նյութի 6,0221×10 -23 մասնիկներ։
N A ֆիզիկական մեծությունը կոչվում է Ավոգադրոյի հաստատուն, այն ունի չափ=մոլ -1։ 6,0221×10 -23 թիվը կոչվում է Ավոգադրոյի թիվ։
ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ
Մոլային զանգված (M)նյութի 1 մոլի զանգվածն է։
Հեշտ է ցույց տալ, որ M մոլային զանգվածի և M r հարաբերական մոլեկուլային զանգվածի թվային արժեքները հավասար են, սակայն առաջին արժեքն ունի չափ [M] = գ/մոլ, իսկ երկրորդը՝ անչափ.
M = N A × m (1 մոլեկուլ) = N A × M r × 1 a.m.u. = (N A ×1 amu) × M r = × M r.
Սա նշանակում է, որ եթե որոշակի մոլեկուլի զանգվածը, օրինակ, 44 ամու է, ապա մոլեկուլների մեկ մոլի զանգվածը 44 գ է։
Ավոգադրոյի հաստատունը համաչափության գործոն է, որն ապահովում է անցում մոլեկուլային հարաբերակցությունից մոլային:
Միավորների միջազգային համակարգի (SI) հիմնական միավորներից է նյութի քանակի միավորը մոլն է։
խալ – սա նյութի այնպիսի քանակություն է, որը պարունակում է տվյալ նյութի նույնքան կառուցվածքային միավորներ (մոլեկուլներ, ատոմներ, իոններ և այլն), որքան ածխածնի ատոմներ կան ածխածնի իզոտոպի 0,012 կգ (12 գ) մեջ։ 12 Հետ .
Հաշվի առնելով, որ ածխածնի բացարձակ ատոմային զանգվածի արժեքը կազմում է մ(C) \u003d 1,99 10 26 կգ, կարող եք հաշվարկել ածխածնի ատոմների քանակը Ն ԲԱՅՑպարունակվում է 0,012 կգ ածխածնի մեջ։
Ցանկացած նյութի մոլը պարունակում է այս նյութի նույնքան մասնիկներ (կառուցվածքային միավորներ): Մեկ մոլի քանակով նյութում պարունակվող կառուցվածքային միավորների թիվը 6,02 10 է։ 23 և կանչեց Ավոգադրոյի համարը (Ն ԲԱՅՑ ).
Օրինակ՝ պղնձի մեկ մոլը պարունակում է 6,02 10 23 պղնձի ատոմ (Cu), իսկ ջրածնի մեկ մոլը (H 2) պարունակում է 6,02 10 23 ջրածնի մոլեկուլ։
մոլային զանգված(Մ) 1 մոլ քանակով վերցված նյութի զանգվածն է։
Մոլային զանգվածը նշվում է M տառով և ունի [g/mol] միավոր։ Ֆիզիկայի մեջ օգտագործվում է [կգ/կմոլ] չափը։
Ընդհանուր դեպքում նյութի մոլային զանգվածի թվային արժեքը թվայինորեն համընկնում է նրա հարաբերական մոլեկուլային (հարաբերական ատոմային) զանգվածի արժեքի հետ։
Օրինակ, ջրի հարաբերական մոլեկուլային քաշը հետևյալն է.
Mr (H 2 O) \u003d 2Ar (H) + Ar (O) \u003d 2 ∙ 1 + 16 \u003d 18 a.u.
Ջրի մոլային զանգվածն ունի նույն արժեքը, բայց արտահայտվում է գ/մոլով.
M (H 2 O) = 18 գ/մոլ.
Այսպիսով, 6,02 10 23 ջրի մոլեկուլ պարունակող ջրի մոլը (համապատասխանաբար 2 6,02 10 23 ջրածնի ատոմ և 6,02 10 23 թթվածնի ատոմ) ունի 18 գրամ զանգված։ 1 մոլ ջուրը պարունակում է 2 մոլ ջրածնի ատոմ և 1 մոլ թթվածնի ատոմ։
1.3.4. Նյութի զանգվածի և դրա քանակի միջև կապը
Իմանալով նյութի զանգվածը և նրա քիմիական բանաձևը, հետևաբար նրա մոլային զանգվածի արժեքը՝ կարելի է որոշել նյութի քանակը և, ընդհակառակը, իմանալով նյութի քանակությունը, կարելի է որոշել դրա զանգվածը։ Նման հաշվարկների համար դուք պետք է օգտագործեք բանաձևերը.
որտեղ ν նյութի քանակն է, [mol]; մնյութի զանգվածն է՝ [g] կամ [kg]; M-ը նյութի մոլային զանգվածն է՝ [g/mol] կամ [kg/kmol]:
Օրինակ՝ նատրիումի սուլֆատի (Na 2 SO 4) զանգվածը 5 մոլի չափով գտնելու համար մենք գտնում ենք.
1) Na 2 SO 4 հարաբերական մոլեկուլային քաշի արժեքը, որը հարաբերական ատոմային զանգվածների կլորացված արժեքների գումարն է.
Mr (Na 2 SO 4) \u003d 2Ar (Na) + Ar (S) + 4Ar (O) \u003d 142,
2) նյութի մոլային զանգվածի արժեքը թվայինորեն հավասար է դրան.
M (Na 2 SO 4) = 142 գ/մոլ,
3) և, վերջապես, 5 մոլ նատրիումի սուլֆատի զանգված.
m = ν Մ = 5 մոլ 142 գ/մոլ = 710 գ
Պատասխան՝ 710։
1.3.5. Նյութի ծավալի և դրա քանակի միջև կապը
Նորմալ պայմաններում (n.o.), այսինքն. ճնշման տակ Ռ , հավասար է 101325 Պա (760 մմ Hg), և ջերմաստիճանը Տ, հավասար է 273,15 Կ (0 С), տարբեր գազերի և գոլորշիների մեկ մոլը զբաղեցնում է նույն ծավալը՝ հավասար. 22,4 լ.
Այն ծավալը, որը զբաղեցնում է 1 մոլ գազը կամ գոլորշին n.o.-ում կոչվում է մոլային ծավալըգազ և ունի մեկ մոլի մեկ լիտր չափ:
V մոլ \u003d 22,4 լ / մոլ:
Իմանալով գազային նյութի քանակությունը (ն ) և մոլային ծավալի արժեքը (V մոլ) Դուք կարող եք հաշվարկել դրա ծավալը (V) նորմալ պայմաններում.
V = ν V մոլ,
որտեղ ν նյութի քանակն է [մոլ]; V-ը գազային նյութի ծավալն է [l]; V մոլ \u003d 22,4 լ / մոլ:
Ընդհակառակը, իմանալով ծավալը ( Վ) գազային նյութի նորմալ պայմաններում կարող եք հաշվարկել դրա քանակը (ν) :
