Die relativen Massen von Atomen und Molekülen werden mit dem D.I. Mendelejew-Werte der Atommassen. Gleichzeitig werden bei Berechnungen zu Bildungszwecken die Werte der Atommassen von Elementen normalerweise auf ganze Zahlen aufgerundet (mit Ausnahme von Chlor, dessen Atommasse mit 35,5 angenommen wird).
Beispiel 1 Relative Atommasse von Calcium Und r (Ca) = 40; relative Atommasse von Platin und r (Pt) = 195.
Die relative Masse eines Moleküls errechnet sich aus der Summe der relativen Atommassen der Atome, aus denen dieses Molekül besteht, unter Berücksichtigung der Menge ihrer Substanz.
Beispiel 2. Relative Molmasse von Schwefelsäure:
Mr (H 2 SO 4) \u003d 2A r (H) + AR (S) + 4A r (O) \u003d 2 · 1 + 32 + 4· 16 = 98.
Die absoluten Massen von Atomen und Molekülen erhält man, indem man die Masse von 1 Mol einer Substanz durch die Avogadro-Zahl dividiert.
Beispiel 3. Bestimmen Sie die Masse eines Calciumatoms.
Lösung. Die Atommasse von Calcium ist And r (Ca)=40 g/mol. Die Masse eines Calciumatoms ist gleich:
m (Ca) \u003d A r (Ca) : N A \u003d 40: 6,02 · 10 23 = 6,64· 10 -23 Jahre
Beispiel 4 Bestimmen Sie die Masse eines Moleküls Schwefelsäure.
Lösung. Die Molmasse von Schwefelsäure ist M r (H 2 SO 4) = 98. Die Masse eines Moleküls m (H 2 SO 4) ist:
m (H 2 SO 4) \u003d Herr (H 2 SO 4) : N A \u003d 98: 6,02 · 10 23 = 16,28· 10 -23 Jahre
2.10.2. Berechnung der Materiemenge und Berechnung der Anzahl atomarer und molekularer Teilchen aus bekannten Massen- und Volumenwerten
Die Menge eines Stoffes wird bestimmt, indem seine in Gramm ausgedrückte Masse durch seine atomare (molare) Masse dividiert wird. Die Menge einer Substanz im gasförmigen Zustand bei n.o. wird ermittelt, indem ihr Volumen durch das Volumen von 1 mol Gas (22,4 l) geteilt wird.
Beispiel 5 Bestimme die Menge an Natriumsubstanz n(Na) in 57,5 g metallischem Natrium.
Lösung. Die relative Atommasse von Natrium ist Und r (Na)=23. Die Menge eines Stoffes erhält man, indem man die Masse des metallischen Natriums durch seine Atommasse dividiert:
n(Na)=57,5:23=2,5 mol.
Beispiel 6 . Bestimmen Sie die Menge an Stickstoffsubstanz, wenn ihr Volumen bei n.o. beträgt 5,6 Liter.
Lösung. Die Menge an Stickstoffsubstanz n(N 2) wir finden, indem wir sein Volumen durch das Volumen von 1 mol Gas (22,4 l) teilen:
n(N 2) \u003d 5,6: 22,4 \u003d 0,25 mol.
Die Anzahl der Atome und Moleküle in einer Substanz wird bestimmt, indem die Anzahl der Atome und Moleküle in der Substanz mit der Avogadro-Zahl multipliziert wird.
Beispiel 7. Bestimmen Sie die Anzahl der Moleküle, die in 1 kg Wasser enthalten sind.
Lösung. Die Menge an Wassersubstanz wird ermittelt, indem man ihre Masse (1000 g) durch die Molmasse (18 g / mol) dividiert:
n (H 2 O) \u003d 1000: 18 \u003d 55,5 mol.
Die Anzahl der Moleküle in 1000 g Wasser beträgt:
N (H 2 O) \u003d 55,5 · 6,02· 10 23 = 3,34· 10 24 .
Beispiel 8. Bestimmen Sie die Anzahl der Atome, die in 1 Liter (n.o.) Sauerstoff enthalten sind.
Lösung. Die Menge an Sauerstoffsubstanz, deren Volumen unter normalen Bedingungen 1 Liter beträgt, ist gleich:
n (O 2) \u003d 1: 22,4 \u003d 4,46 · 10 -2 mol.
Die Anzahl der Sauerstoffmoleküle in 1 Liter (N.O.) beträgt:
N (O 2) \u003d 4,46 · 10 -2 · 6,02· 10 23 = 2,69· 10 22 .
Zu beachten ist, dass am 26.9 · 10 22 Moleküle sind in 1 Liter eines beliebigen Gases bei n.o. enthalten. Da das Sauerstoffmolekül zweiatomig ist, ist die Anzahl der Sauerstoffatome in 1 Liter doppelt so groß, d.h. 5.38 · 10 22 .
2.10.3. Berechnung der durchschnittlichen Molmasse des Gasgemisches und des Volumenanteils
die darin enthaltenen Gase
Die mittlere Molmasse eines Gasgemisches errechnet sich aus den Molmassen der konstituierenden Gase dieses Gemisches und deren Volumenanteilen.
Beispiel 9 Unter der Annahme, dass der Gehalt (in Volumenprozent) an Stickstoff, Sauerstoff und Argon in der Luft 78, 21 bzw. 1 beträgt, berechne die durchschnittliche Molmasse von Luft.
Lösung.
M Luft = 0,78 · M r (N 2) + 0,21 · M r (O 2) + 0,01 · Mr (Ar) = 0,78 · 28+0,21· 32+0,01· 40 = 21,84+6,72+0,40=28,96
Oder etwa 29 g/mol.
Beispiel 10. Das Gasgemisch enthält 12 l NH 3 , 5 l N 2 und 3 l H 2 , gemessen bei n.o. Berechnen Sie die Volumenanteile der Gase in diesem Gemisch und seine durchschnittliche Molmasse.
Lösung. Das Gesamtvolumen des Gasgemisches beträgt V = 12 + 5 + 3 = 20 l. Volumenanteile j von Gasen sind gleich:
φ(NH 3 ) = 12:20 = 0,6; φ(N 2) = 5:20 = 0,25; φ(H 2) = 3:20 = 0,15.
Die mittlere Molmasse errechnet sich aus den Volumenanteilen der konstituierenden Gase dieses Gemisches und deren Molmassen:
M=0,6 · M (NH3) + 0,25 · M(N2)+0,15 · M (H 2) \u003d 0,6 · 17+0,25· 28+0,15· 2 = 17,5.
2.10.4. Berechnung des Massenanteils eines chemischen Elements in einer chemischen Verbindung
Der Massenanteil ω eines chemischen Elements ist definiert als das Verhältnis der Masse eines Atoms eines gegebenen Elements X, das in einer gegebenen Masse eines Stoffes enthalten ist, zur Masse dieses Stoffes m. Der Massenanteil ist eine dimensionslose Größe. Sie wird in Bruchteilen einer Einheit ausgedrückt:
ω(X) = m(X)/m (0<ω< 1);
oder in Prozent
ω(X),%= 100 m(X)/m (0%<ω<100%),
wobei ω(X) der Massenanteil des chemischen Elements X ist; m(X) ist die Masse des chemischen Elements X; m ist die Masse des Stoffes.
Beispiel 11 Berechnen Sie den Massenanteil von Mangan in Mangan(VII)oxid.
Lösung. Die Molmassen der Substanzen sind gleich: M (Mn) \u003d 55 g / mol, M (O) \u003d 16 g / mol, M (Mn 2 O 7) \u003d 2 M (Mn) + 7 M (O) \u003d 222g/Mol. Daher ist die Masse von Mn 2 O 7 mit der Stoffmenge 1 mol:
m(Mn 2 O 7) = M(Mn 2 O 7) · n(Mn207) = 222 · 1= 222
Aus der Formel Mn 2 O 7 folgt, dass die Stoffmenge an Manganatomen doppelt so groß ist wie die Stoffmenge an Manganoxid (VII). Meint,
n(Mn) \u003d 2n (Mn 2 O 7) \u003d 2 mol,
m(Mn)= n(Mn) · M(Mn) = 2 · 55 = 110 g.
Somit ist der Massenanteil von Mangan in Mangan(VII)-oxid:
&ohgr;(X) = m(Mn): m(Mn 2 O 7 ) = 110:222 = 0,495 oder 49,5 %.
2.10.5. Bestimmung der Formel einer chemischen Verbindung anhand ihrer elementaren Zusammensetzung
Die einfachste chemische Formel eines Stoffes wird anhand der bekannten Werte der Massenanteile der Elemente bestimmt, aus denen dieser Stoff besteht.
Angenommen, es gibt eine Probe einer Substanz Na x P y O z mit einer Masse m o g. Überlegen Sie, wie ihre chemische Formel bestimmt wird, wenn die Mengen der Substanz der Atome der Elemente, ihre Massen oder Massenanteile in der bekannten Masse von Die Substanz ist bekannt. Die Formel einer Substanz wird durch das Verhältnis bestimmt:
x:y:z = N(Na) : N(P) : N(O).
Dieses Verhältnis ändert sich nicht, wenn jeder seiner Terme durch die Zahl von Avogadro geteilt wird:
x: y: z = N(Na)/NA: N(P)/NA: N(O)/NA = ν(Na) : ν(P) : ν(O).
Um also die Formel eines Stoffes zu finden, ist es notwendig, das Verhältnis zwischen den Stoffmengen von Atomen in derselben Masse eines Stoffes zu kennen:
x: y: z = m(Na)/M r (Na) : m(P)/M r (P) : m(O)/M r (O).
Wenn wir jeden Term der letzten Gleichung durch die Masse der Probe m o dividieren, erhalten wir einen Ausdruck, mit dem wir die Zusammensetzung der Substanz bestimmen können:
x: y: z = ω(Na)/M r (Na) : ω(P)/M r (P) : ω(O)/M r (O).
Beispiel 12. Die Substanz enthält 85,71 Gew.-%. % Kohlenstoff und 14,29 Gew.-%. % Wasserstoff. Seine Molmasse beträgt 28 g/mol. Bestimmen Sie die einfachsten und wahren chemischen Formeln dieser Substanz.
Lösung. Das Verhältnis zwischen der Anzahl der Atome in einem C x H y -Molekül wird bestimmt, indem die Massenanteile jedes Elements durch seine Atommasse dividiert werden:
x: y \u003d 85,71 / 12: 14,29 / 1 \u003d 7,14: 14,29 \u003d 1: 2.
Die einfachste Formel eines Stoffes ist also CH 2. Die einfachste Formel eines Stoffes stimmt nicht immer mit seiner wahren Formel überein. Dabei entspricht die Formel CH 2 nicht der Wertigkeit des Wasserstoffatoms. Um die wahre chemische Formel zu finden, müssen Sie die Molmasse einer bestimmten Substanz kennen. In diesem Beispiel beträgt die Molmasse des Stoffes 28 g/mol. Teilen wir 28 durch 14 (die Summe der Atommassen, die der Formeleinheit CH 2 entsprechen), erhalten wir das wahre Verhältnis zwischen der Anzahl der Atome in einem Molekül:
Wir erhalten die wahre Formel der Substanz: C 2 H 4 - Ethylen.
Anstelle der Molmasse für gasförmige Stoffe und Dämpfe kann auch die Dichte für beliebige Gase oder Luft in der Problemstellung angegeben werden.
Im betrachteten Fall beträgt die Gasdichte in Luft 0,9655. Aus diesem Wert lässt sich die Molmasse des Gases ermitteln:
M = M Luft · D Luft = 29 · 0,9655 = 28.
In diesem Ausdruck ist M die Molmasse des Gases C x H y, M air ist die durchschnittliche Molmasse von Luft, D air ist die Dichte des Gases C x H y in Luft. Der resultierende Wert der Molmasse wird verwendet, um die wahre Formel des Stoffes zu bestimmen.
Der Zustand des Problems gibt möglicherweise nicht den Massenanteil eines der Elemente an. Es wird gefunden, indem die Massenanteile aller anderen Elemente von der Einheit (100%) abgezogen werden.
Beispiel 13 Eine organische Verbindung enthält 38,71 Gew.-%. % Kohlenstoff, 51,61 Gew.-% % Sauerstoff und 9,68 Gew.-% % Wasserstoff. Bestimmen Sie die wahre Formel dieser Substanz, wenn ihre Sauerstoffdampfdichte 1,9375 beträgt.
Lösung. Wir berechnen das Verhältnis zwischen der Anzahl der Atome im Molekül C x H y O z:
x:y:z = 38,71/12:9,68/1:51,61/16 = 3,226:9,68:3,226= 1:3:1.
Die Molmasse M eines Stoffes ist:
M \u003d M (O 2) · D(O2) = 32 · 1,9375 = 62.
Die einfachste Formel eines Stoffes ist CH 3 O. Die Summe der Atommassen für diese Formeleinheit ist 12+3+16=31. Teilen Sie 62 durch 31 und erhalten Sie das wahre Verhältnis zwischen der Anzahl der Atome im Molekül:
x:y:z = 2:6:2.
Die wahre Formel der Substanz lautet also C 2 H 6 O 2. Diese Formel entspricht der Zusammensetzung von zweiwertigem Alkohol - Ethylenglykol: CH 2 (OH) -CH 2 (OH).
2.10.6. Bestimmung der Molmasse eines Stoffes
Die Molmasse eines Stoffes kann anhand seiner Gasdampfdichte bei bekannter Molmasse bestimmt werden.
Beispiel 14 . Die Dampfdichte einiger organischer Verbindungen in Bezug auf Sauerstoff beträgt 1,8125. Bestimmen Sie die Molmasse dieser Verbindung.
Lösung. Die Molmasse eines unbekannten Stoffes M x ist gleich dem Produkt aus der relativen Dichte dieses Stoffes D und der Molmasse des Stoffes M, wodurch der Wert der relativen Dichte bestimmt wird:
M x = D · M = 1,8125 · 32 = 58,0.
Substanzen mit dem gefundenen Wert der Molmasse können Aceton, Propionaldehyd und Allylalkohol sein.
Die Molmasse eines Gases kann aus dem Wert seines Molvolumens bei n.c. berechnet werden.
Beispiel 15. Masse von 5,6 Liter Gas bei N.O. beträgt 5,046 g. Berechnen Sie die Molmasse dieses Gases.
Lösung. Das molare Gasvolumen bei n.s. beträgt 22,4 Liter. Daher ist die Molmasse des gewünschten Gases
M = 5,046 · 22,4/5,6 = 20,18.
Das gewünschte Gas ist Neon Ne.
Die Clapeyron-Mendeleev-Gleichung wird verwendet, um die Molmasse eines Gases zu berechnen, dessen Volumen unter nicht normalen Bedingungen gegeben ist.
Beispiel 16 Bei einer Temperatur von 40 °C und einem Druck von 200 kPa beträgt die Masse von 3,0 Liter Gas 6,0 g Bestimmen Sie die Molmasse dieses Gases.
Lösung. Durch Einsetzen der bekannten Größen in die Clapeyron-Mendeleev-Gleichung erhalten wir:
M = mRT/PV = 6,0 · 8,31· 313/(200· 3,0)= 26,0.
Das betrachtete Gas ist Acetylen C 2 H 2.
Beispiel 17 Die Verbrennung von 5,6 l (N.O.) Kohlenwasserstoff erzeugte 44,0 g Kohlendioxid und 22,5 g Wasser. Die relative Dichte des Kohlenwasserstoffs in Bezug auf Sauerstoff beträgt 1,8125. Bestimmen Sie die wahre chemische Formel des Kohlenwasserstoffs.
Lösung. Die Reaktionsgleichung für die Verbrennung von Kohlenwasserstoffen lässt sich wie folgt darstellen:
C x H y + 0,5 (2x + 0,5y) O 2 \u003d x CO 2 + 0,5 y H 2 O.
Die Kohlenwasserstoffmenge beträgt 5,6:22,4 = 0,25 mol. Als Ergebnis der Reaktion werden 1 Mol Kohlendioxid und 1,25 Mol Wasser gebildet, das 2,5 Mol Wasserstoffatome enthält. Wenn ein Kohlenwasserstoff mit einer Stoffmenge von 1 Mol verbrannt wird, werden 4 Mol Kohlendioxid und 5 Mol Wasser erhalten. Somit enthält 1 Mol Kohlenwasserstoff 4 Mol Kohlenstoffatome und 10 Mol Wasserstoffatome, d.h. chemische Formel des Kohlenwasserstoffs C 4 H 10 . Die Molmasse dieses Kohlenwasserstoffs ist M=4 · 12+10=58. Seine relative Sauerstoffdichte D=58:32=1,8125 entspricht dem in der Aufgabenstellung angegebenen Wert, was die Richtigkeit der gefundenen chemischen Formel bestätigt.
Relatives Atom- und relatives Molekulargewicht. Motte. Avogadros Nummer
Moderne Forschungsmethoden ermöglichen es, extrem kleine Massen von Atomen mit großer Genauigkeit zu bestimmen. So beträgt beispielsweise die Masse eines Wasserstoffatoms 1,674 x 10 27 kg, Sauerstoff - 2,667 x 10 -26 kg, Kohlenstoff - 1,993 x 10 26 kg. In der Chemie werden traditionell keine absoluten Werte von Atommassen verwendet, sondern relative. 1961 wurde die atomare Masseneinheit (abgekürzt a.m.u.) als Einheit der atomaren Masse angenommen, die 1/12 der Masse eines Atoms des Kohlenstoffisotops „C“ ist. Die meisten chemischen Elemente haben Atome mit unterschiedlichen Massen. Daher ist die relative Atommasse A, chemisches Element, ein Wert, der gleich dem Verhältnis der durchschnittlichen Masse eines Atoms der natürlichen Isotopenzusammensetzung des Elements zu 1/12 der Masse des Kohlenstoffatoms 12C ist. Die relativen Atommassen der Elemente werden mit A bezeichnet, wobei der Index r der Anfangsbuchstabe des englischen Wortes relative - relative ist. Die Einträge Ar(H), Ar(0), Ar(C) bedeuten: die Atommasse von Wasserstoff, die Atommasse von Sauerstoff und die Atommasse von Kohlenstoff. Zum Beispiel Ar(H) = 1,6747 x 10-27 = 1,0079; 1/12 x 1,993 x 10 -26Die relative Atommasse ist eines der Hauptmerkmale eines chemischen Elements. Das relative Molekulargewicht M eines Stoffes ist ein Wert, der dem Verhältnis der durchschnittlichen Masse eines Moleküls der natürlichen Isotopenzusammensetzung eines Stoffes zu 1/12 der Masse eines 12C-Kohlenstoffatoms entspricht. Anstelle des Begriffs „attributiert Atommasse“ kann auch der Begriff „Atommasse“ verwendet werden. Das relative Molekulargewicht ist numerisch gleich der Summe der relativen Atommassen aller Atome, aus denen das Molekül der Substanz besteht. Sie lässt sich leicht anhand der Formel des Stoffes berechnen. Beispielsweise besteht Mg(H2O) aus 2Ar(H)=2 1,00797=2,01594 Ar(0)=1x15, 9994=15,9994
Herr (H2O) \u003d 18,01534 Dies bedeutet, dass das Verhältnis des Molekulargewichts von Wasser 18,01534 beträgt, gerundet, 18. Das Verhältnis des Molekulargewichts zeigt an, wie viel die Masse eines Moleküls einer bestimmten Substanz mehr als 1/12 beträgt die Masse eines Atoms C +12. Das Molekulargewicht von Wasser beträgt also 18. Das bedeutet, dass die Masse eines Wassermoleküls 18-mal größer ist als 1/12 der Masse eines C +12 -Atoms. Das Molekulargewicht bezieht sich auf eines der Hauptmerkmale einer Substanz. Motte. Molmasse. Das Internationale Einheitensystem (SI) verwendet das Mol als Mengeneinheit eines Stoffes. Ein Mol ist die Menge einer Substanz, die so viele Struktureinheiten (Moleküle, Atome, Ionen, Elektronen und andere) enthält, wie Atome in 0,012 kg des Kohlenstoffisotops C +12 enthalten sind. Wenn Sie die Masse eines Kohlenstoffatoms (1,993 · 10-26 kg) kennen, können Sie die Anzahl der NA-Atome in 0,012 kg Kohlenstoff berechnen: NA \u003d 0,012 kg / mol \u003d 1,993 x 10-26 kg 6,02 x 1023 Einheiten / mol .
Diese Zahl wird als Avogadro-Konstante (Bezeichnung HA, Dimension 1/mol) bezeichnet und gibt die Anzahl der Struktureinheiten in einem Mol einer beliebigen Substanz an. Die Molmasse ist ein Wert, der dem Verhältnis der Masse eines Stoffes zur Menge eines Stoffes entspricht. Es hat die Einheiten kg/mol oder g/mol; normalerweise wird es mit dem Buchstaben M bezeichnet. Die Molmasse einer Substanz lässt sich leicht berechnen, wenn man die Masse des Moleküls kennt. Wenn also die Masse eines Wassermoleküls 2,99 x 10-26 kg beträgt, dann ist die Molmasse Mr (H2O) \u003d 2,99 10-26 kg 6,02 1023 1 / mol \u003d 0,018 kg / mol oder 18 g / mol. Im Allgemeinen ist die Molmasse eines Stoffes, ausgedrückt in g/mol, numerisch gleich der relativen Atommasse oder relativen Molekülmasse dieses Stoffes. -Zum Beispiel sind die relativen Atom- und Molekülmassen von C, Fe, O, H 2 O jeweils 12, 56, 32,18 und ihre Molmassen sind jeweils 12 g / mol, 56 g / mol, 32 g / mol, 18 g /Mol. Die Molmasse kann sowohl für Substanzen im molekularen als auch im atomaren Zustand berechnet werden. Beispielsweise bezieht sich das relative Molekulargewicht von Wasserstoff Mr (H 2) \u003d 2 und die Atommasse von Wasserstoff A (H) \u003d 1. Die durch die Anzahl der Struktureinheiten (H A) bestimmte Stoffmenge ist gleich in beiden Fällen - 1 mol. Die Molmasse von molekularem Wasserstoff beträgt jedoch 2 g/mol und die Molmasse von atomarem Wasserstoff 1 g/mol. Ein Mol Atome, Moleküle oder Ionen enthält beispielsweise die Anzahl dieser Teilchen gleich der Avogadro-Konstante
1 Mol C-Atome +12 = 6,02 1023 C-Atome +12
1 Mol H 2 O-Moleküle \u003d 6,02 1023 H 2 O-Moleküle
1 mol S0 4 2- Ionen = 6,02 1023 S0 4 2- Ionen
Masse und Menge einer Substanz sind unterschiedliche Konzepte. Die Masse wird in Kilogramm (Gramm) ausgedrückt, und die Menge einer Substanz wird in Mol ausgedrückt. Zwischen der Masse eines Stoffes (t, g), der Menge eines Stoffes (n, mol) und der Molmasse (M, g / mol) bestehen einfache Zusammenhänge: m=nM, n=m/M M=m/ n Unter Verwendung dieser Formeln ist es einfach, die Masse einer bestimmten Menge einer Substanz zu berechnen oder die Menge einer Substanz in einem bekannten Assay davon zu bestimmen oder die Molmasse einer Substanz zu finden.
Um die Masse eines Atoms zu messen, wird die relative Atommasse verwendet, die in atomaren Masseneinheiten (a.m.u.) ausgedrückt wird. Die relative Molekülmasse ist die Summe der relativen Atommassen von Stoffen.
Konzepte
Um zu verstehen, was die relative Atommasse in der Chemie ist, sollte man verstehen, dass die absolute Masse eines Atoms zu klein ist, um in Gramm und noch mehr in Kilogramm ausgedrückt zu werden. Daher wird in der modernen Chemie 1/12 der Masse von Kohlenstoff als atomare Masseneinheit (amu) genommen. Die relative Atommasse ist gleich dem Verhältnis der absoluten Masse zu 1/12 der absoluten Masse des Kohlenstoffs. Mit anderen Worten, die relative Masse gibt an, wie oft die Masse eines Atoms einer bestimmten Substanz 1/12 der Masse eines Kohlenstoffatoms übersteigt. Zum Beispiel ist die relative Masse von Stickstoff 14, d.h. das Stickstoffatom enthält 14 a. e. m. oder 14 mal mehr als 1/12 eines Kohlenstoffatoms.
Reis. 1. Atome und Moleküle.
Unter allen Elementen ist Wasserstoff das leichteste, seine Masse beträgt 1 Einheit. Die schwersten Atome haben eine Masse von 300 amu. Essen.
Molekulargewicht - ein Wert, der angibt, wie oft die Masse eines Moleküls 1/12 der Masse von Kohlenstoff übersteigt. Auch ausgedrückt in a. e. m. Die Masse eines Moleküls setzt sich aus der Masse der Atome zusammen, daher müssen zur Berechnung der relativen Molekülmasse die Massen der Atome einer Substanz addiert werden. Beispielsweise beträgt das relative Molekulargewicht von Wasser 18. Dieser Wert ist die Summe der relativen Atommassen von zwei Wasserstoffatomen (2) und einem Sauerstoffatom (16).
Reis. 2. Kohlenstoff im Periodensystem.
Wie Sie sehen können, haben diese beiden Konzepte mehrere gemeinsame Merkmale:
- die relativen Atom- und Molekülmassen eines Stoffes sind dimensionslose Größen;
- die relative Atommasse wird mit A r bezeichnet, die Molekülmasse mit M r ;
- die Maßeinheit ist in beiden Fällen gleich - a. Essen.
Die molaren und molekularen Massen stimmen zahlenmäßig überein, unterscheiden sich jedoch in der Dimension. Die Molmasse ist das Verhältnis der Masse eines Stoffes zur Anzahl der Mole. Es spiegelt die Masse eines Mols wider, die gleich der Avogadro-Zahl ist, d.h. 6,02 ⋅ 10 23 . Beispielsweise wiegt 1 Mol Wasser 18 g / Mol und M r (H 2 O) \u003d 18 a. em (18 mal schwerer als eine atomare Masseneinheit).
Wie man rechnet
Um die relative Atommasse mathematisch auszudrücken, sollte man bestimmen, dass 1/2 Teil Kohlenstoff oder eine atomare Masseneinheit gleich 1,66⋅10 −24 g ist, daher lautet die Formel für die relative Atommasse wie folgt:
A r (X) = m a (X) / 1,66⋅10 −24 ,
wobei m a die absolute Atommasse der Substanz ist.
Die relative Atommasse chemischer Elemente ist im Periodensystem von Mendeleev angegeben, sodass sie bei der Lösung von Problemen nicht unabhängig berechnet werden muss. Relative Atommassen werden normalerweise auf ganze Zahlen gerundet. Ausnahme ist Chlor. Die Masse seiner Atome beträgt 35,5.
Es ist zu beachten, dass bei der Berechnung der relativen Atommasse von Elementen mit Isotopen deren Durchschnittswert berücksichtigt wird. Die Atommasse berechnet sich in diesem Fall wie folgt:
A r = ΣA r,i n ich ,
wobei A r,i die relative Atommasse von Isotopen ist, n i der Gehalt an Isotopen in natürlichen Mischungen ist.
Zum Beispiel hat Sauerstoff drei Isotope - 16 O, 17 O, 18 O. Ihre relative Masse beträgt 15,995, 16,999, 17,999 und ihr Gehalt in natürlichen Mischungen beträgt 99,759 %, 0,037 % bzw. 0,204 %. Dividiert man die Prozentsätze durch 100 und setzt man die Werte ein, erhält man:
Ar = 15,995 ∙ 0,99759 + 16,999 ∙ 0,00037 + 17,999 ∙ 0,00204 = 15,999 amu
Mit Bezug auf das Periodensystem ist es einfach, diesen Wert in einer Sauerstoffzelle zu finden.
Reis. 3. Periodensystem.
Relatives Molekulargewicht - die Summe der Massen der Atome einer Substanz:
Symbolindizes werden bei der Bestimmung des relativen Molekulargewichtswerts berücksichtigt. Beispielsweise lautet die Berechnung der Masse von H 2 CO 3 wie folgt:
Herr \u003d 1 ∙ 2 + 12 + 16 ∙ 3 \u003d 62 a. Essen.
Wenn man das relative Molekulargewicht kennt, kann man die relative Dichte eines Gases aus dem zweiten berechnen, d.h. Bestimmen Sie, wie oft ein gasförmiger Stoff schwerer ist als der zweite. Dazu wird die Gleichung D (y) x \u003d M r (x) / M r (y) verwendet.
Was haben wir gelernt?
Ab der 8. Klasse lernten wir etwas über die relative Atom- und Molekülmasse. Die Einheit der relativen Atommasse ist 1/12 der Masse von Kohlenstoff, gleich 1,66⋅10 −24 g Um die Masse zu berechnen, muss die absolute Atommasse einer Substanz durch die Atommasseneinheit (a.m.u.) dividiert werden. . Der Wert der relativen Atommasse ist im Periodensystem von Mendeleev in jeder Zelle des Elements angegeben. Das Molekulargewicht eines Stoffes ist die Summe der relativen Atommassen der Elemente.
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Atomar-molekulare Lehre
Die Vorstellung von Atomen als den kleinsten unteilbaren Teilchen stammt aus dem antiken Griechenland. Die Grundlagen der modernen Atom- und Molekularwissenschaft wurden zuerst von M.V. Lomonosov (1748), aber seine Ideen, die in einem privaten Brief dargelegt wurden, waren den meisten Wissenschaftlern unbekannt. Daher gilt der englische Wissenschaftler J. Dalton, der seine Hauptpostulate formulierte (1803–1807), als Begründer der modernen Atom- und Molekültheorie.
1. Jedes Element besteht aus sehr kleinen Teilchen - Atomen.
2. Alle Atome eines Elements sind gleich.
3. Atome verschiedener Elemente haben unterschiedliche Massen und unterschiedliche Eigenschaften.
4. Atome eines Elements werden nicht durch chemische Reaktionen zu Atomen anderer Elemente.
5. Chemische Verbindungen entstehen als Ergebnis einer Kombination von Atomen von zwei oder mehr Elementen.
6. In einer gegebenen Verbindung sind die relativen Atomzahlen verschiedener Elemente immer konstant.
Diese Postulate wurden zunächst indirekt durch eine Reihe stöchiometrischer Gesetze bewiesen. Stöchiometrie - Teil der Chemie, der sich mit der Zusammensetzung von Stoffen und deren Veränderung im Verlauf chemischer Umwandlungen befasst. Dieses Wort leitet sich von den griechischen Wörtern „stechion“ – Element und „metron“ – Maß ab. Zu den Gesetzen der Stöchiometrie gehören die Gesetze der Massenerhaltung, der Konstanz der Zusammensetzung, der multiplen Verhältnisse, der volumetrischen Verhältnisse, des Avogadro-Gesetzes und des Äquivalentgesetzes.
1.3. Stöchiometrische Gesetze
Die Gesetze der Stöchiometrie gelten als integrale Bestandteile der AMU. Basierend auf diesen Gesetzen wurde das Konzept der chemischen Formeln, chemischen Gleichungen und Wertigkeiten eingeführt.
Die Aufstellung stöchiometrischer Gesetzmäßigkeiten ermöglichte es, den Atomen chemischer Elemente eine genau definierte Masse zuzuordnen. Die Masse der Atome ist extrem klein. Die Masse eines Wasserstoffatoms beträgt also 1,67∙10 -27 kg, Sauerstoff - 26,60∙10 -27 kg, Kohlenstoff - 19,93∙10 -27 kg. Es ist sehr unbequem, solche Zahlen für verschiedene Berechnungen zu verwenden. Daher ist seit 1961 1/12 der Masse des Kohlenstoffisotops 12 C - atomare Masseneinheit (a.m.u.). Früher hieß es Kohlenstoffeinheit (c.u.), aber jetzt wird dieser Name nicht empfohlen.
A.m.u.-Masse ist 1,66. 10-27 kg oder 1,66. 10–24
Relative Atommasse eines Elements (Ar) ist das Verhältnis der absoluten Masse eines Atoms zu 1/12 der absoluten Masse eines Atoms des Kohlenstoffisotops 12 C. Mit anderen Worten: Ein r zeigt, wie oft die Masse eines Atoms eines gegebenen Elements schwerer ist als 1/12 der Masse eines Atoms 12 C. Beispielsweise ist der auf eine ganze Zahl gerundete Wert von A r Sauerstoff 16; das bedeutet, dass die Masse eines Sauerstoffatoms 16-mal größer ist als 1/12 der Masse eines 12 C-Atoms.
Die relativen Atommassen der Elemente (Ar) sind im Periodensystem der chemischen Elemente von D.I. Mendelejew.
Relatives Molekulargewicht (M r) Eine Substanz wird die Masse ihres Moleküls genannt, ausgedrückt in amu. Sie ist gleich der Summe der Atommassen aller Atome, aus denen das Molekül der Substanz besteht, und wird durch die Formel der Substanz berechnet. Beispielsweise setzt sich die relative Molekülmasse von Schwefelsäure H 2 SO 4 aus den Atommassen von zwei Wasserstoffatomen (1∙2 = 2), der Atommasse von einem Schwefelatom (32) und der Atommasse von vier Sauerstoffatomen zusammen (4∙16 = 64). Es ist gleich 98.
Das bedeutet, dass die Masse eines Schwefelsäuremoleküls 98-mal größer ist als 1/12 der Masse eines 12 C-Atoms.
Relative Atom- und Molekülmassen sind relative Größen und daher dimensionslos.
