Relatief atomair en relatief molecuulgewicht. Mol. Het nummer van Avogadro

Relatieve atomaire massa is een van de belangrijkste kenmerken van een chemisch element. De relatieve molecuulmassa M van een stof is een waarde die gelijk is aan de verhouding van de gemiddelde massa van een molecuul van de natuurlijke isotopensamenstelling van een stof tot 1/12 van de massa van een 12C-koolstofatoom. In plaats van de term "atoommassa verwijst" kan de term "atoommassa" worden gebruikt. De relatieve molecuulmassa is numeriek gelijk aan de som van de relatieve atoommassa's van alle atomen waaruit het molecuul van de stof bestaat. Het kan eenvoudig worden berekend met behulp van de formule van de stof. Mg(H2O) is bijvoorbeeld samengesteld uit 2Ar(H) = 2 1,00797 = 2,01594 Ar(0) = 1x15, 9994 = 15,9994

Mr (H2O) = 18,01534 Dit betekent dat het molecuulgewicht van water gelijk is aan 18,01534, afgerond op 18. Het molecuulgewicht is relatief aan de mate waarin de massa van een molecuul van een bepaalde stof groter is dan 1/12 van de massa van het C+12-atoom. Het molecuulgewicht van water is dus 18. Dit betekent dat de massa van een watermolecuul 18 keer groter is dan 1/12 van de massa van het C +12-atoom. Moleculaire massa is een van de belangrijkste kenmerken van een stof. Mol. Molaire massa. In het Internationale Systeem van Eenheden (SI) is de eenheid van hoeveelheid van een stof de mol. Een mol is de hoeveelheid van een stof die evenveel structurele eenheden (moleculen, atomen, ionen, elektronen en andere) bevat als er atomen zijn in 0,012 kg koolstofisotoop C +12. Als we de massa van één koolstofatoom kennen (1,993 10-26 kg), kunnen we het aantal NA-atomen in 0,012 kg koolstof berekenen: NA = 0,012 kg/mol = 1,993 x10-26 kg 6,02 x 1023 eenheden/mol.

Dit getal wordt de constante van Avogadro genoemd (aanduiding HA-dimensie 1/mol) en geeft het aantal structurele eenheden weer in een mol van welke stof dan ook. Molaire massa is een waarde die gelijk is aan de verhouding tussen de massa van een stof en de hoeveelheid stof. Het heeft de afmeting kg/mol of g/mol; het wordt meestal aangegeven met de letter M. De molaire massa van een stof is eenvoudig te berekenen als je de massa van het molecuul kent. Dus als de massa van een watermolecuul 2,99x10-26, kg is, dan is de molaire massa van Mr (H2O) = 2,99 10-26 kg 6,02 1023 1/mol = 0,018 kg/mol, oftewel 18 g/mol. Over het algemeen is de molaire massa van een stof, uitgedrukt in g/mol, numeriek gelijk aan de relatieve atomaire of relatieve moleculaire massa van deze stof. -De relatieve atoom- en molecuulmassa's van C, Fe, O, H 2O zijn bijvoorbeeld respectievelijk 12, 56, 32,18, en hun molaire massa's zijn respectievelijk 12 g/mol, 56 g/mol, 32 g/mol, 18 g / wrat. De molaire massa kan worden berekend voor stoffen in zowel moleculaire als atomaire toestanden. De relatieve molecuulmassa van waterstof is bijvoorbeeld Mr (H 2) = 2, en de relatieve atoommassa van waterstof is A (H) = 1. De hoeveelheid van de stof, bepaald door het aantal structurele eenheden (HA), is in beide gevallen hetzelfde - 1 mol. De molaire massa van moleculaire waterstof is echter 2 g/mol, en de molaire massa van atomaire waterstof is 1 g/mol. Eén mol atomen, moleculen of ionen bevat een aantal van deze deeltjes die gelijk zijn aan bijvoorbeeld de constante van Avogadro

1 mol C +12 atomen = 6,02 1023 C +12 atomen

1 mol H 2 O-moleculen = 6,02 1023 H 2 O-moleculen

1 mol S0 4 2- ionen = 6,02 1023 S0 4 2- ionen

Massa en hoeveelheid van een stof zijn verschillende concepten. De massa wordt uitgedrukt in kilogram (gram), en de hoeveelheid van een stof wordt uitgedrukt in mol. Er zijn eenvoudige relaties tussen de massa van een stof (t, g), de hoeveelheid stof (n, mol) en de molaire massa (M, g/mol): m=nM, n=m/M M=m/n Met behulp van deze formules is het eenvoudig om de massa van een bepaalde hoeveelheid van een stof te berekenen, of de hoeveelheid van een stof in een bekende hoeveelheid ervan te bepalen, of de molaire massa van een stof te vinden.

Atoom-moleculaire wetenschap

Het idee van atomen als de kleinste ondeelbare deeltjes is ontstaan het oude Griekenland. De grondslagen van de moderne atomair-moleculaire wetenschap werden voor het eerst geformuleerd door M.V. Lomonosov (1748), maar zijn ideeën, uiteengezet in een privébrief, waren bij de meeste wetenschappers onbekend. Daarom wordt aangenomen dat de grondlegger van de moderne atomair-moleculaire wetenschap de Engelse wetenschapper J. Dalton is, die (1803-1807) de belangrijkste postulaten ervan formuleerde.

1. Elk element bestaat uit zeer kleine deeltjes - atomen.

2. Alle atomen van één element zijn hetzelfde.

3. Atomen van verschillende elementen hebben verschillende massa's en hebben verschillende eigenschappen.

4. Atomen van één element veranderen niet in atomen van andere elementen als gevolg van chemische reacties.

5. Chemische verbindingen worden gevormd door de combinatie van atomen van twee of meer elementen.

6. In een bepaalde verbinding zijn de relatieve hoeveelheden atomen van verschillende elementen altijd constant.

Deze postulaten werden aanvankelijk indirect bewezen door een reeks stoichiometrische wetten. Stoichiometrie - onderdeel van de chemie dat de samenstelling van stoffen en de veranderingen ervan tijdens chemische transformaties bestudeert. Dit woord is afgeleid van Griekse woorden“stoechion” is een element en “metron” is een maat. De wetten van de stoichiometrie omvatten de wetten van behoud van massa, constantheid van de compositie, meervoudige verhoudingen, volumeverhoudingen, de wet van Avogadro en de wet van equivalenten.

1.3. Stoichiometrische wetten

De wetten van de stoichiometrie worden beschouwd als componenten van de AMU. Op basis van deze wetten werd het concept van chemische formules geïntroduceerd, chemische vergelijkingen en valentie.

De vaststelling van stoichiometrische wetten maakte het mogelijk om een ​​strikt gedefinieerde massa toe te kennen aan de atomen van chemische elementen. De massa's van atomen zijn extreem klein. De massa van een waterstofatoom is dus 1,67∙10 -27 kg, zuurstof - 26,60∙10 -27 kg, koolstof - 19,93∙10 -27 kg. Het is erg lastig om dergelijke getallen voor verschillende berekeningen te gebruiken. Daarom is sinds 1961 1/12 van de massa van de koolstofisotoop 12 C - atomaire massa-eenheid (a.m.u.). Vroeger heette het een koolstofeenheid (cu), maar nu wordt deze naam niet aanbevolen.

Massa a.m.u. bedraagt ​​1,66. 10 –27 kg of 1,66. 10–24 jaar

Relatieve atomaire massa van het element (Ar) wordt de verhouding genoemd van de absolute massa van een atoom tot 1/12 van de absolute massa van een atoom van de koolstofisotoop 12 C. Met andere woorden: Een r laat zien hoe vaak de massa van een atoom van een bepaald element zwaarder is dan 1/12 van de massa van een atoom van 12 C. De Ar-waarde van zuurstof afgerond op een geheel getal is bijvoorbeeld 16; dit betekent dat de massa van één zuurstofatoom 16 keer groter is dan 1/12 van de massa van een 12 C-atoom.

De relatieve atoommassa's van elementen (Ar) worden gegeven in het Periodiek Systeem van Chemische Elementen van D.I. Mendelejev.

Relatief molecuulgewicht (M r) een stof wordt de massa van zijn molecuul genoemd, uitgedrukt in amu. Deze is gelijk aan de som van de atoommassa's van alle atomen waaruit het molecuul van de stof bestaat en wordt berekend met behulp van de formule van de stof. Het relatieve molecuulgewicht van zwavelzuur H 2 SO 4 is bijvoorbeeld samengesteld uit de atoommassa van twee waterstofatomen (1∙2 = 2), de atoommassa van één zwavelatoom (32) en de atoommassa van vier zuurstofatomen. (4∙16 = 64). Het is gelijk aan 98.

Dit betekent dat de massa van een zwavelzuurmolecuul 98 keer groter is dan 1/12 van de massa van een 12 C-atoom.

Relatieve atoom- en molecuulmassa's zijn relatieve grootheden en daarom dimensieloos.

Atoom-moleculaire theorie. Atoom, molecuul. Chemisch element. Eenvoudige en complexe stof. Allotropie.

Scheikunde- de wetenschap van stoffen, de wetten van hun transformaties (fysische en chemische eigenschappen) en toepassing. Momenteel zijn er ruim 100.000 anorganische en ruim 4 miljoen organische verbindingen bekend.

Chemische verschijnselen: Sommige stoffen worden omgezet in andere die qua samenstelling en eigenschappen verschillen van de oorspronkelijke, terwijl de samenstelling van de atoomkernen niet verandert.

Fysische verschijnselen: de fysieke toestand van stoffen verandert (verdamping, smelten, elektrische geleidbaarheid, vrijkomen van warmte en licht, maakbaarheid, enz.) of er worden nieuwe stoffen gevormd met een verandering in de samenstelling van atoomkernen.

1. Alle stoffen bestaan ​​uit moleculen. Molecuul- het kleinste deeltje van een stof dat zijn chemische eigenschappen heeft.

2. Moleculen bestaan ​​uit atomen. Atoom- het kleinste deeltje van een chemisch element dat alles vasthoudt chemische eigenschappen. Verschillende elementen hebben verschillende atomen.

3. Moleculen en atomen zijn voortdurend in beweging; er bestaan ​​krachten van aantrekking en afstoting tussen hen.

Chemisch element is een type atoom dat wordt gekenmerkt door bepaalde nucleaire ladingen en de structuur van elektronenschillen. Momenteel zijn er 117 elementen bekend: 89 daarvan worden in de natuur (op aarde) aangetroffen, de rest wordt kunstmatig verkregen. Atomen bestaan ​​in een vrije staat, in verbindingen met atomen van dezelfde of andere elementen, en vormen moleculen. Het vermogen van atomen om te interageren met andere atomen en zich te vormen chemische verbindingen bepaald door de structuur ervan. Atomen bestaan ​​uit een positief geladen kern en negatief geladen elektronen die eromheen bewegen, waardoor een elektrisch neutraal systeem wordt gevormd dat voldoet aan de wetten die kenmerkend zijn voor microsystemen.

Chemische formule is een conventionele notatie van de samenstelling van een stof met behulp van chemische symbolen (in 1814 voorgesteld door J. Berzelius) en indices (index is het getal rechtsonder van het symbool. Geeft het aantal atomen in het molecuul aan). De chemische formule laat zien welke atomen van welke elementen en in welke verhouding in een molecuul met elkaar verbonden zijn.

Allotropie- het fenomeen van de vorming van verschillende chemische elementen eenvoudige stoffen, verschillend in structuur en eigenschappen.

Simpele stoffen- moleculen bestaan ​​uit atomen van hetzelfde element.

Complexe stoffen- moleculen bestaan ​​uit atomen van verschillende chemische elementen.

De internationale eenheid van atomaire massa is gelijk aan 1/12 van de massa van de isotoop 12 C - de belangrijkste isotoop van natuurlijke koolstof: 1 amu = 1/12 m (12 C) = 1,66057 10 -24 g

Relatieve atomaire massa (Ar)- dimensieloze hoeveelheid gelijk aan de verhouding van de gemiddelde massa van een atoom van een element (rekening houdend met percentage isotopen in de natuur) tot 1/12 van de massa van een 12 C-atoom.

Gemiddelde absolute atoommassa (M) gelijk aan de relatieve atomaire massa maal de amu. (1 amu=1,66*10 -24)

Relatief molecuulgewicht (meneer)- een dimensieloze grootheid die aangeeft hoe vaak de massa van een molecuul van een bepaalde stof groter is dan 1/12 van de massa van een koolstofatoom 12 C.

Dhr. = dhr. / (1/12 mа(12 C))

mr is de massa van een molecuul van een bepaalde stof;

ma(12 C) - massa van koolstofatoom 12 C.

Dhr. = S Ar(e). De relatieve molecuulmassa van een stof is gelijk aan de som van de relatieve atoommassa's van alle elementen, rekening houdend met formule-indices.

De absolute massa van een molecuul is gelijk aan de relatieve molecuulmassa maal de amu. Het aantal atomen en moleculen in gewone monsters van stoffen is erg groot, daarom wordt bij het karakteriseren van de hoeveelheid van een stof een speciale meeteenheid gebruikt - wrat.

Hoeveelheid stof, mol. Betekent een bepaald aantal structurele elementen (moleculen, atomen, ionen). Aangegeven met n en gemeten in mol. Een mol is de hoeveelheid van een stof die evenveel deeltjes bevat als er atomen zijn in 12 g koolstof.

Avogadro di Quaregna-nummer(NA). Het aantal deeltjes in 1 mol van welke stof dan ook is hetzelfde en is gelijk aan 6,02 10 23. (De constante van Avogadro heeft de dimensie - mol -1).

De molaire massa geeft de massa weer van 1 mol van een stof (aangegeven met M): M = m/n

De molmassa van een stof is gelijk aan de verhouding tussen de massa van de stof en de overeenkomstige hoeveelheid van de stof.

De molaire massa van een stof is numeriek gelijk aan zijn relatieve moleculaire massa, maar de eerste grootheid heeft de dimensie g/mol en de tweede is dimensieloos: M = N A m(1 molecuul) = N A Mr 1 amu. = (N A 1 amu) Dhr. = Dhr

Equivalent- is een reëel of voorwaardelijk deeltje van een stof dat gelijkwaardig is aan:
a) één H+- of OH--ion in een gegeven zuur-base-reactie;

b) één elektron in een gegeven ORR (redoxreactie);

c) één ladingseenheid in een gegeven uitwisselingsreactie,

d) het aantal monodentaatliganden dat deelneemt aan de complexvormingsreactie.

Atoom- en moleculaire massa's

BASISCHEMISCHE CONCEPTEN EN WETTEN. STATEN VAN MATERIAAL

Scheikunde is de wetenschap van stoffen en hun transformaties

Substantie– een soort materie bestaande uit afzonderlijke deeltjes met rustmassa (atomen, moleculen, ionen). De bestaanswijze van materie - beweging .

De fundamentele natuurwet is wet van onverwoestbaarheid van materie en beweging heeft de consequentie wet van behoud van massa , ontdekt door M.V. Lomonosov in 1748 en gepubliceerd in 1760: de massa van stoffen die reageerden is gelijk aan de massa van stoffen die als gevolg van de reactie worden gevormd.

Atoom-moleculaire wetenschap

M.V. Lomonosov is ook de schepper van de atoom-moleculaire theorie, die hij in 1741 formuleerde.

Basisbepalingen van atomair-moleculair onderwijs:

1) Alle stoffen bestaan ​​uit moleculen met ruimtes ertussen. Molecuul - het kleinste deeltje van een stof dat zijn chemische eigenschappen heeft.

2) Moleculen bestaan ​​uit atomen die in bepaalde verhoudingen met elkaar combineren.

Atoom– het kleinste deeltje van een chemisch element in de samenstelling van eenvoudige en complexe stoffen, chemisch ondeelbaar.

3) Moleculen en atomen zijn voortdurend in beweging.

4) Atomen worden gekenmerkt door een bepaalde massa en grootte.

5) Verschillende elementen komen overeen met verschillende atomen ( element – soort atomen).

6) Moleculen van eenvoudige stoffen bestaan ​​uit identieke atomen, en moleculen van complexe stoffen bestaan ​​uit verschillende atomen.

Wet van constantheid van compositie

De ontdekking van de wet van behoud van massa markeerde de overgang van de chemie naar kwantitatieve onderzoeksmethoden. De samenstelling van veel stoffen werd bestudeerd en in 1799-1807 werd de wet van de samenstellingsconstante vastgesteld. J. Proust : elke zuivere substantie, ongeacht de bereidingswijze en de locatie in de natuur, heeft een constante kwalitatieve en kwantitatieve samenstelling.

Wet van eenvoudige veelvouden

Uit de wet van de constantheid van de samenstelling volgt dat wanneer een complexe substantie wordt gevormd, de elementen in bepaalde gewichtsverhoudingen met elkaar worden gecombineerd. Veel elementen kunnen zich in verschillende gewichtsverhoudingen met elkaar verbinden en zo verschillende stoffen vormen (CO, CO 2). In de moleculen CO en CO 2, N 2 O, NO en NO 2 verandert de samenstelling abrupt en niet geleidelijk, wat duidt op een discrete structuur van de stof. Deze wet, bevestigd door ervaring, was het eerste bewijs realiteit van het bestaan ​​van atomen.

Atoom- en moleculaire massa's

Atomen en moleculen hebben absolute massa's in de orde van 10 –24 –10 –21 g, wat lastig te vergelijken is, dus gebruiken scheikundigen relatieve waarden van atoommassa's. Het concept van relatieve atomaire massa werd in 1803 door J. Dalton geïntroduceerd. Hij nam de massa van het lichtste atoom, waterstof, als massa-eenheid. Momenteel wordt de massa van 1/12 van de massa van een koolstofatoom van de 12 C-isotoop, gelijk aan 1,66043 × 10 –24 g, als standaard geaccepteerd.

Relatief atomair (A R) gewicht laat zien hoe vaak een bepaald atoom zwaarder is dan 1/12 van de massa van een atoom van de koolstofisotoop 12 C.

De waarde gebruiken specifieke warmtecapaciteit , wat gemakkelijk experimenteel kan worden bepaald ( de verhouding tussen de hoeveelheid warmte die wordt ontvangen of afgegeven door 1 g van een stof en de overeenkomstige temperatuurverandering) kun je een geschatte waarde van de atomaire massa vinden. Uitzonderingen zijn lichte elementen, vooral niet-metalen, die een veel lagere warmtecapaciteit hebben (beryllium, boor, silicium, diamant).

Momenteel worden de atoommassa's van elementen bepaald door middel van massaspectroscopie. De massa van atomen wordt bepaald door de afwijking van het traject van hun ionen die in een magnetisch veld bewegen, aangezien de grootte van de afwijking afhangt van de verhouding van de massa van het ion tot zijn lading.

Relatief molecuulgewicht (M r) laat zien hoe vaak een bepaald molecuul zwaarder is dan 1/12 van de massa van een 12 C-atoom.

,

(1.4)

Waar M m is de massa van het molecuul.