Atomska masa za izračun. Kemične formule
Ena od glavnih značilnostih katerega koli kemičnega elementa je njen sorodnik atomska masa.
(Atomska enota mase je 1/12 maso ogljikovega atoma, katerih masa jemlje enaka 12 Or. E. M. M.1,66 10 24 G.
Primerjava množic atomov elementov z enim ae.m., številne vrednosti relativne atomske mase (AG) najdemo.
Relativna atomska masa elementa kaže, kolikokrat je masa njegovega atoma večja od 1/12 mase ogljikovega atoma.
Na primer, za kisik AG (O) \u003d 15.9994, in za vodik AG (H) \u003d 1.0079.
Za molekule preproste in kompleksne snovi Določite Relativna molekulska masa ki je numerično enaka vsoti atomskih mas vseh atomov, ki so del molekule. Na primer, molekulska masa vode H2
Mg (H2O) \u003d 2 1,0079 + 1 15.9994 \u003d 18,0153.
AVOGADRO.
V kemiji, skupaj z enotami mase in prostornine, se uporablja enota količine snovi, imenovane molitev.
! Krt (v.) - enota merjenja snovi, ki vsebuje toliko strukturnih enot (molekul, atomi, ioni), koliko atomov je vsebovanih v 0,012 kg (12 g) ogljikovega izotopa "C".
To pomeni, da 1 mol katere koli snovi vsebuje enako število strukturnih enot, ki so enake 6,02 10 23 . Ta vrednost se imenuje Stalni Avogadro. (Imenovanje N.Zvezek, dimenzija 1 / mol).
Italijanski znanstvenik Amadeo Avogadro leta 1811 je predstavila hipotezo, ki jo je kasneje potrdil izkušeni podatki in nato poimenovani po Zakon Avogadro. Opozoril je na dejstvo, da so vsi plini enako stisnjeni (zakon Boyle-Mariotta) in imajo enake toplotne ekspanzijske koeficiente (zakon Gay-Loursak). V zvezi s tem je predlagal, da: \\ t
v enakih količinah različnih plinov, ki so pod enakimi pogoji, vsebuje enako število molekul.
Pod enakimi pogoji (običajno omenjeni normalni pogoji: absolutni tlak je 1013 milibar in temperatura 0 ° C) razdalja med molekulami v vseh plinih je enaka, volumen molekul pa je zanemarljiv. Glede na vse zgoraj navedeno lahko predpostavimo:
! Če je enaka količina plinov vsebovana pod enakimi pogojienako število molekul, nato pa množice, ki vsebujejo enako število molekul, morajo imeti enake količine.
Z drugimi besedami,
Pod enakimi pogoji, 1 mol katerega koli plina prevzame enak obseg. Pod pogoji Norla, 1 mol vsakega plina zavzema volumen v.22,4 litra. Ta volumen se imenujemolarni plin (Dimenzija l / mol ali m³ / Krt).
Natančna vrednost molskega volumna plina v normalnih pogojih (tlak 1013 milibar in temperatura 0 ° C) je 22.4135 ± 0,0006 l / mol. Pod standardnimi pogoji (t. \u003d + 15 ° C, tlak \u003d 1013 mbar) 1 mol plina zavzema 23.6451 l, in kdajt.\u003d + 20 ° C in tlak 1013 mbar 1 MOL zavzema približno 24,2 litra.
V številčnem izražanju molska maša sovpada z množicami atomov in molekul (v a. E. M.) in z relativno atomsko in molekulsko uteži.
Posledično je 1 mol vsake snovi takšna masa v gramih, ki je numerično enaka molekulski masi te snovi, izražene v atomskih enotah mase.
Na primer, m (O2) \u003d 16 A. e. m. 2 \u003d 32 a. e. m. Tako 1 mol kisik ustreza 32 g. Gostota plina, izmerjena pod enakimi pogoji, spada kot njihove molarne mase. Ker pri prevozu utekočinjenih plinov na plinskih prevoznikov, je glavni predmet praktičnih nalog molekularne snovi (tekočine, pari, plini), glavne vrednosti pa bodo molarna masa. M. (g / mol), količina snovi v. moli in teža t. Snovi v gramih ali kilogramih.
Poznavanje kemijske formule plina, lahko rešite nekatere praktične naloge, ki nastanejo med prevozom utekočinjenih plinov.
Primer 1. V Tank rezervoarja je 22 ton utekočinjenega etilena (Od.2 N.4 ). Treba je ugotoviti, ali je na krovu dovolj, da bi razstrelil tri tovorne rezervoarje z volumnom 5000 m 3, če bo po čiščenju temperatura rezervoarjev 0 ° C, in tlak 1013 mlibar .
1. Določite molekulsko maso etilena:
M \u003d 2 12,011 + 4 1,0079 \u003d 28,054 g / mol.
2. Izračunajte gostoto etilena hlapov pri normalnih pogojih:
ρ \u003d m / v \u003d 28.054: 22.4 \u003d 1.232 g / l.
3. Poiščite obseg tovornih hlapov pod normalnimi pogoji:
22 ∙ 10 6: 1,252 \u003d 27544 m 3.
Skupni obseg tovornih rezervoarjev je 15.000 m 3. Posledično je na krovu dovolj tovora, da bi razstrelili vse tovorne rezervoarje z etilenskimi pari.
Primer 2.. Treba je določiti, koliko propana (Od.3 N.8 ) To bo potrebno očistiti tovornih rezervoarjev s skupno zmogljivostjo 8000 m 3, če je temperatura rezervoarjev + 15 ° C, in tlak propan pare v rezervoarju po koncu ni presežen 1013 mlibar.
1. Določite molsko maso propana Od3 N.8
M. = 3 12,011 + 8 1,0079 = 44,1 g / mol.
2. Določite gostoto hlapov propana po kosilnici:
ρ \u003d m: v \u003d 44,1: 23,641 \u003d 1.865 kg / m 3.
3. Poznavanje gostote hlapov in volumna, določimo skupno količino propana, ki je potrebna za čiščenje rezervoarja:
m \u003d ρ V \u003d 1,865 8000 \u003d 14920 kg ≈ 15 ton.
Za merjenje mase atoma se uporablja relativna atomska masa, ki je izražena v atomskih enotah mase (OR. E. M.). Relativna molekulska masa je sestavljena iz relativnih atomskih mas snovi.
Koncepti.
Za ozaveščanje je treba razumeti relativno atomsko maso v kemiji, da je absolutna masa atoma premajhna, da jo izrazimo v gramih in še bolj v kilogramih. Zato je v sodobni kemiji za atomsko enoto mase (a. E. M.) jemala 1/12 del mase ogljika. Relativna atomska masa je enaka razmerju absolutne mase na 1/12 absolutne mase ogljika. Z drugimi besedami, relativna masa se odraža, kolikokrat masa atoma določene snovi presega 1/12 mase ogljikovega atoma. Na primer, relativna masa dušika - 14, t.j. Atom dušika vsebuje 14 a. e. m. ali 14-krat več kot 1/12 del atoma ogljika.
Sl. 1. Atomi in molekule.
Med vsemi elementi vodika je najlažja, njegova masa je 1 enota. Največji atomi imajo maso 300 a. jesti.
Molekulska masa je vrednost, ki označuje, kolikokrat množica molekule presega 1/12 del mase ogljika. Izražena tudi v a. m. Masa molekule je izdelana iz mase atomov, zato je za izračun relativne molekulske mase potrebna za dodajanje vrednosti množic atomov snovi. Na primer, relativna molekulska masa vode je 18. Ta vrednost je sestavljena iz relativnih atomskih mas dveh vodikovih atomov (2) in en atom kisika (16).
Sl. 2. Ogljik v periodnem tabeli.
Kot je razvidno, imajo ta dva koncepta več skupnih značilnosti:
- relativna atomska i. molekularna teža Snovi - brezrazsežne vrednosti;
- relativna atomska masa ima oznako R, molekularno-M R;
- merilna enota je enaka v obeh primerih - a. jesti.
Molarna in molekularna masa se nujno ujemajo, vendar se razlikujejo po velikosti. Molarna masa je razmerje med maso snovi na število molov. Odraža maso enega molitve, ki enako številu Avogadro, i.e. 6.02 ⋅ 10 23. Na primer, 1 mol vode tehta 18 g / mol, in m R (H 2 O) \u003d 18 A. e. m. (težja od 18-kratne ene atomske enote mase).
Kako izračunati
Da bi izrazili relativno atomsko maso matematičnega, je treba določiti, da je 1/2 ogljika ali ena atomska enota mase enaka 1,66⋅10 -24. Posledično je formula relativne atomske mase, kot sledi:
R (x) \u003d m a (x) / 1,66⋅10 -24,
kjer je M A absolutna atomska masa snovi.
Relativna atomska masa kemični elementi Navedena je v periodični tabeli MendelEV, zato ni treba izračunati neodvisno pri reševanju problemov. Relativne atomske mase so zaokrožene v celoto. Izjema je klor. Masa njenih atomov je enaka 35,5.
Opozoriti je treba, da se pri izračunu relativne atomske mase elementov, ki imajo izotope, upošteva njihova povprečna vrednost. Atomska masa v tem primeru se izračuna na naslednji način: \\ t
R \u003d σa r, i n i,
kjer je R, jaz relativna atomska masa izotopov, sem vsebina izotopov v naravnih mešanicah.
Na primer, kisik ima tri Isotop - 16 O, 17 O, 18 O. Njihova relativna masa je enaka 15.995, 16.9999, 17.9999, njihova vsebnost v naravnih mešanicah pa 99,759%, 0,037%, 0,204%. Izmenjava interesa na 100 in zamenjavo vrednot, dobimo:
R \u003d 15.995 ∙ 0,99759 + 16.9999 ∙ 0,00037 + 17,9999 ∙ 0,00204 \u003d 15,99 a.е.m.
Obračanje v periodno tabelo je enostavno najti to vrednost v kisikovi celici.
Sl. 3. Tabela MendelEV.
Relativna molekulska masa je vsota množic atomov snovi:
Pri določanju vrednosti relativne molekulske mase se upoštevajo indeksi simbolov. Na primer, izračun mase H 2 CO 3 je naslednji:
M R \u003d 1 ∙ 2 + 12 + 16 ∙ 3 \u003d 62 a. jesti.
Poznavanje relativne molekulske mase lahko izračunamo relativno gostoto enega plina v skladu z drugim, t.e. Ugotovite, kolikokrat je ena plinasta snov težja od druge. Za to se uporablja enačba D (Y) X \u003d M R (X) / M R (Y).
Kaj smo vedeli?
Iz lekcije 8. razreda smo se naučili o relativni atomski in molekulski masi. Nad enoto relativne atomske mase, ki je bila vzeta 1/12 del ogljikove mase, enaka 1,66⋅10 -24 g. Za izračun mase je potrebno absolutno atomsko maso snovi, da se razdeli v atomsko enoto mase ( Or. EM). Vrednost relativne atomske mase je označena v periodični sistem MendelEV v vsaki celici elementa. Molekulska masa snovi je sestavljena iz vsote relativnih atomskih mas elementov.
Test na temo
Ocena poročila
Povprečna ocena: 4.6. Celotne ocene prejete: 219.
Atomska masa Imenuje se vsota množic vseh protonov, nevtronov in elektronov, od katerih je sestavljen eden ali drug atom ali molekulo. V primerjavi s protonami in nevtroni je masa elektronov zelo majhna, zato se v izračunih ne upošteva. Čeprav je napačno s formalnim stališčem, se ta izraz pogosto uporablja za označevanje srednje atomske mase vseh izotopov elementa. Pravzaprav je to relativna atomska masa, ki se imenuje tudi atomska teža element. Atomska teža je povprečna vrednost atomskih mas vseh izotopov elementa, ki jo najdemo v naravi. Kemiki bi morali razlikovati med tema dvema vrstama atomske mase pri opravljanju dela - nepravilna vrednost atomske mase lahko na primer povzroči napačen rezultat za izhod iz reakcijskega produkta.
Koraki
Iskanje atomske mase na periodnem tabeli elementov
- Atomska enota mase označuje masa en mol tega elementa v gramih. Ta vrednost je zelo uporabna v praktičnih izračunih, saj se lahko enostavno prenese na spremenljivo količino atomov ali molekul te snovi v moljih in obratno.
-
Poiščite atomsko maso v periodnem tabeli MendelEV. V večini standardnih tabel MendelEV vsebujejo atomske mase (atomske uteži) vsakega elementa. Praviloma so podane v obliki številke na dnu celice z elementom, pod črkami, ki označujejo kemični element. To običajno ni celo število, ampak decimalna frakcija.
Ne pozabite, da periodna tabela prikazuje povprečne atomske mase elementov. Kot je navedeno prej, so relativne atomske mase, ki so prikazane za vsak element v periodičnem sistemu povprečne vrednosti množic vseh atomskih izotopov. Ta povprečna vrednost je dragocena za številne praktične namene: na primer, se uporablja pri izračunu molske mase molekul, sestavljenih iz več atomov. Vendar, ko se ukvarjate s posameznimi atomi, ta vrednost običajno ni dovolj.
- Ker je povprečna atomska masa povprečna vrednost za več izotopov, je vrednost, navedena v tabeli MendeLeEV, ni natančno Vrednost atomske mase vsakega atoma enote.
- Atomske mase posameznih atomov je treba izračunati ob upoštevanju natančnega števila protonov in nevtronov v enem atomu.
Preglejte, kako se zabeleži atomska teža. Atomska masa, i.e. masa ta atom ali molekule, se lahko izrazijo v standardnih enotah Si-gramov sistema, kilogramov in tako naprej. Vendar pa so zaradi dejstva, da so atomske mase, izražene v teh enotah, izjemno majhne, \u200b\u200bso pogosto zabeležene v enotnih atomskih enotah mase, ali skrajšane a.e.m. - atomske enote mase. Ena atomska enota mase je enaka 1/12 mase standardnega ogljika-12 izotopov.
Izračun atomske mase ločenega atoma
-
Poiščite atomsko število tega elementa ali njegovega izotopa. Atomska številka je število protonov v elementnih atomih, se nikoli ne spremeni. Na primer, vsi vodikovi atomi in samo Imajo enega protona. Atomska natrijeva številka je 11, saj je v njegovem jedru enajst protonov, medtem ko je atomska kisikova številka osem, od osmih protonov v svojem jedru. Lahko najdete atomsko število vseh elementov v periodnem tabeli MendelEEV - v skoraj vseh standardnih različicah, je ta številka označena nad abecedno oznako kemičnega elementa. Atomsko številko je vedno pozitivno celo število.
- Recimo, da nas zanima ogljikov atom. V ogljikovih atomih je vedno šest protonov, zato vemo, da je njena atomska številka enaka 6. Poleg tega vidimo, da v rednem sistemu v zgornjem delu ogljikove celice (C) obstaja številka "6 ", ki označuje, da je številka atomskega ogljika šest.
- Upoštevajte, da je atomsko število elementa nedvoumno povezano z njegovo relativno atomsko maso v periodičnem sistemu. Čeprav, še posebej za elemente na vrhu tabele, se zdi, da je atomska masa elementa dvakrat toliko kot atomsko številko, se nikoli ne izračuna z množenjem atomskemu številu na dva.
-
Poiščite število nevtronov v jedru. Količina nevtronov je lahko drugačna za različne atome istega elementa. Ko imata dva atoma enega elementa z enakim številom protonov drugačno količino nevtronov, so različni izotopi tega elementa. Za razliko od števila protonov, ki se nikoli ne spreminjajo, se število nevtronov v atomi določenega elementa pogosto spreminja, zato je povprečna atomska masa elementa zapisana v obliki decimalnega dela z vrednostjo, ki leži med dvema sosednjima celazijama .
Zložite število protonov in nevtronov. To bo atomska masa tega atoma. Ne bodite pozorni na število elektronov, ki obkrožajo jedro - njihova skupna masa je izredno majhna, zato praktično ne vplivajo na vaše izračune.
Izračun relativne atomske mase (atomska teža) elementa
-
Ugotovite, kateri izotopi so v vzorcu. Kemiki pogosto določajo razmerje izotopov v določenem vzorcu s posebnim instrumentom, imenovanim masni spektrometer. Vendar pa se bodo ti podatki pri učenju zagotovljeni v smislu nalog, nadzora in tako naprej v obliki vrednot iz znanstvene literature.
- V našem primeru domnevamo, da se ukvarjamo z dvema izotopov: Carbon-12 in Carbon-13.
-
Določite relativno vsebino vsakega izotopa v vzorcu. Za vsak element se v različnih razmerij najdejo različni izotopi. Ti odnosi so skoraj vedno izraženi v odstotkih. Nekateri izotopi so zelo pogosto, medtem ko so drugi zelo redki - včasih toliko, da jih je težko odkriti. Te vrednosti se lahko določijo z uporabo masne spektrometrije ali najdete v imeniku.
- Recimo, da je koncentracija ogljika-12 99%, karobi-13 pa 1%. Drugi ogljikovi izotopi res obstajajo, vendar v količinah tako majhna ta primer Lahko jih zanemarjajo.
-
Pomnožite atomsko maso vsakega izotopa na njegovo koncentracijo v vzorcu. Pomnožite atomsko maso vsakega izotopa na njen odstotek (izraženo v obliki decimalne frakcije). Prevajanje zanimanja za decimalna frakcija, samo jih razdelite na 100. Nastale koncentracije v količini je treba vedno dati 1.
- Naš vzorec vsebuje ogljik-12 in ogljik-13. Če je ogljik-12 99% vzorca, in ogljik-13 je 1%, potem je treba pomnožiti 12 (atomska teža ogljika-12) za 0,99 in 13 (atomska masa ogljika-13) za 0,01.
- Referenčne knjige zagotavljajo odstotne razmerja na podlagi znanih količin vseh izotopov enega ali drugega elementa. Večina učbenikov kemije vsebujejo te informacije v obliki tabele na koncu knjige. Za vzorec v študiji se lahko relativne koncentracije izotopov določijo tudi z uporabo masnega spektrometra.
-
Rezultate. Aguudicijo, ki ste jih prejeli v prejšnjem koraku. Kot rezultat te operacije boste našli relativno atomsko maso vašega elementa - povprečno vrednost atomskih mas istoopov obravnavanega elementa. Ko se element šteje za celoto, in ne določen izotop tega elementa, se ta vrednost uporablja.
- V našem primeru 12 x 0,99 \u003d 11,88 za ogljik-12 in 13 x 0,01 \u003d 0,13 za ogljik-13. Relativna atomska masa v našem primeru je 11,88 + 0,13 \u003d 12,01 .
- Nekateri izotopi so manj stabilni kot drugi: razpadejo v atome elementov z manjšim številom protonov in nevtronov v jedru z ločevanjem delcev, ki so del atomskega jedra. Takšni izotopi se imenujejo radioaktivni.
\u003e\u003e Kemija: Kemične formule. Relativna atomska in molekulska masa
Sestava preprostih in kompleksnih snovi s kemiki celega sveta je zelo lepa in jedrnata v obliki kemičnih formul. Kemične formule so analogi besed, ki so posnete s pomočjo črk - oznake kemičnih elementov.
Izrecno s pomočjo kemijskih simbolov sestavo najpogostejše snovi na tleh - voda. V vodni molekuli sta dva vodikova atoma in en atom kisika. Zdaj bomo ta predlog prenesli na kemijsko formulo s kemijskimi simboli (vodik - brez kisika - O). Število atomov v formulo napiše s pomočjo številskih številk, ki stojijo na desni pod kemičnim simbolom (indeka 1 za kisik, ne piše): H2CH (Preberite "Ash-Two-O").
Formule preproste snovi Vodik in kisik, katerih molekule so sestavljeni iz dveh enakih atomov, zapisuje to: H2 (ASH-Two je branje) in O2 (O-DA READ).
Za odražanje števila molekul, uporabite koeficiente, ki pišejo pred kemičnimi formulami, kot je snemanje 2SOG (dvo-CE-O-dva), pomeni, da obstajata dve molekule ogljikovega dioksida, od katerih je vsak sestavljen iz enega ogljikovega atoma in dva atoma. Kisik.
Podobno se koeficienti zabeležijo, ko število prostih atomov kemičnega elementa označuje.
Dimenzije molekul in še bolj atomske tako majhne, \u200b\u200bda je nemogoče razmisliti tudi o najboljših optičnih mikroskopih, ki se povečajo za 5-6 tisočkrat. Ne morejo se obravnavati v elektronskih mikroskopih, kar poveča 40 tisočkrat. Seveda, neznatno majhna velikost molekul in atomov ustreza in zanemarljiva njihova mase.
Izračunajmo, kolikokrat je masa atoma kisika večja od mase atoma vodika, najlažji element: 
Podobno je masa ogljikovega atoma večja od mase vodikovega atoma 12-krat. 