Химическая формула. Относителная атомная и молекулярная масса

Химическая формула – это условная запись, выражающая количественный и качественный состав вещества.

Качественный состав показывается с помощью символов химических элементов, а количественный – с помощью индексов.

Индекс – число атомов данного химического элемента в формуле вещества.

Формула воды Н₂О.  Что же показывает формула воды?

Посмотрите, в её составе атомы Н (химический символ водорода Н) и атомы О (химический символ кислорода О). Кроме того, в формуле есть цифра 2, которая стоит справа от химического символа, её называют индексом. У кислорода индекс 1, но индекс 1 не пишется в формуле. Индекс показывает число атомов данного химического элемента в химической формуле.

С помощью химических формул мы можем судить о количественном и качественном составе веществ.

Рассмотрим молекулу кислорода. В её составе 2 атома кислорода (посмотрите, они одинаковы по цвету и размеру), что можно изобразить в виде формулы – О₂.

Другая молекула – это молекула воды, в её составе 2 атома водорода и 1 атом кислорода. Это выражается в формуле Н₂О.

Третья формула отображает состав двух молекул воды, что можно выразить в виде формулы 2Н₂О. Двойка перед химической формулой отражает число молекул. Эта цифра называется коэффициентом.

Состав вещества

Например, нужно записать в виде формулы 3 молекулы углекислого газа, значит эта формула будет иметь вид 3СО₂, пять атомов водорода, то 5Н.

Массы атомов очень малы. И для простоты расчётов ввели относительную величину. За эталон сравнения взяли 1/12 часть массы атома углерода. Разделив массы атомов химических элементов на 1/12 часть массы атома углерода, получили значения относительных атомных масс, которая обозначается буквой Ar, где r означает «относительный» в переводе с английского. И раз эта величина относительная, то она не имеет единиц измерения. Значения относительных атомных масс приведены в периодической системе, и при расчётах округляются до целого значения. Например, относительная атомная масса фосфора 31, т.к. после 30 идёт цифра 9.

Рассмотрим, как определяется относительная молекулярная масса. Она обозначается буквой Mr, (М, потому что молекулярная, r означает, что она относительная и также не имеет единиц измерения). Относительная молекулярная масса равна сумме относительных атомных масс химических элементов, образующих данную молекулу.

Например, вам необходимо рассчитать относительную молекулярную массу воды. В её состав входят 2 атома водорода и 1 атом кислорода, относительная молекулярная масса воды вычисляется как сумма относительных атомных масс водорода и кислорода с учётом индексов.

Mr (H₂O) = Ar (H) ∙ 2 + Ar (O) ∙ 1 = 1 ∙ 2 + 16 ∙ 1 = 18

Зная химическую формулу вещества можно рассчитать и массовые доли элементов в веществе с помощью следующей формулы:

ω(э)  =

ɷ (э) – массовая доля элемента Э в веществе;

n – число атомов элемента Э в веществе;

Ar (Э) – относительная атомная масса элемента Э;

Mr (в-ва) – относительная молекулярная масса вещества.

Рассчитаем массовые доли водорода и кислорода в молекуле воды:

Относительную молекулярную массу мы находили ранее, она равна 18.

Массовая доля водорода равна:

ω(Н) =  = 0,1111, или 11,11%

ω(О) =

 = 0,8889, или 88,89%

Сумма долей должна быть равна 1, а процентов 100, у нас эти показатели совпадают, значит, решение верно.

videouroki.net

Формула молекулярной массы элемента в химии

Определение и формула молекулярной массы

Массы атомов и молекул очень малы, поэтому в качестве единицы измерения удобно выбрать массу одного из атомов и выражать массы остальных атомов относительно нее. Именно так и поступал основоположник атомной теории Дальтон, который составил таблицу атомных масс, приняв массу атома водорода за единицу.

До 1961 года в физике за атомную единицу массы (а.е.м. сокращенно) принимали 1/16 массы атома кислорода ¹⁶О, а в химии – 1/16 средней атомной массы природного кислорода, который является смесью трех изотопов. Химическая единица массы была на 0,03% больше, чем физическая.

В настоящее время за в физике и химии принята единая система измерения. В качестве стандартной единицы атомной массы выбрана 1/12 часть массы атома углерода ¹²С.

1 а.е.м. = 1/12 m(¹²С) = 1,66057×10^-27 кг = 1,66057×10^-24 г.

Относительная атомная и молекулярная масса элемента

При расчете относительной атомной массы учитывается распространенность изотопов элементов в земной коре. Например, хлор имеет два изотопа ³⁵Сl (75,5%) и ³⁷Сl (24,5%).Относительная атомная масса хлора равна:

A_r(Cl) = (0,755×m(³⁵Сl) + 0,245×m(³⁷Сl)) / (1/12×m(¹²С) = 35,5.

Из определения относительной атомной массы следует, что средняя абсолютная масса атома равна относительной атомной массе, умноженной на а.е.м.:

m(Cl) = 35,5 ×1,66057×10

-24 = 5,89×10^-23 г.

Относительная молекулярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы, например:

M_r(N₂O) = 2×A_r(N) + A_r(O) = 2×14,0067 + 15,9994 = 44,0128.

Абсолютная масса молекулы равна относительной молекулярной массе, умноженной на а.е.м.

Число атомов и молекул в обычных образцах веществ очень велико, поэтому при характеристике количества вещества используют специальную единицу измерения – моль.

Моль – это количество вещества, которое содержит столько же частиц (молекул, атомов, ионов, электронов), сколько атомов углерода содержится в 12 г изотопа ¹²С.

Масса одного атома ¹²С равна 12 а.е.м., поэтому число атомов в 12 г изотопа ¹²С равно:

N_A = 12 г / 12 × 1,66057×10^-24 г = 1/1,66057×10^-24 = 6,0221×10

-23.

Таким образом, моль вещества содержит 6,0221×10^-23 частиц этого вещества.

Физическую величину N_A называют постоянной Авогадро, она имеет размерность [N_A] = моль^-1. Число 6,0221×10^-23 называют числом Авогадро.

Молярная масса вещества

Легко показать, что численные значения молярной массы М и относительной молекулярной массы M_r равны, однако первая величина имеет размерность [M] = г/моль, а вторая безразмерна:

M = N_A × m (1 молекулы) = N_A × M_r × 1 а.е.м. = (N_A ×1 а.е.м.) × M_r = × M_r.

Это означает, что если масса некоторой молекулы равна, например, 44 а.е.м., то масса одного моля молекул равна 44 г.

Постоянная Авогадро является коэффициентом пропорциональности, обеспечивающим переход от молекулярных отношений к молярным.

Примеры решения задач

ru.solverbook.com

Формула атомной массы элемента в химии

Определение и формула атомной массы

Массы атомов и молекул очень малы, поэтому в качестве единицы измерения удобно выбрать массу одного из атомов и выражать массы остальных атомов относительно нее. Именно так и поступал основоположник атомной теории Дальтон, который составил таблицу атомных масс, приняв массу атома водорода за единицу.

До 1961 года в физике за атомную единицу массы (а.е.м. сокращенно) принимали 1/16 массы атома кислорода ¹⁶О, а в химии – 1/16 средней атомной массы природного кислорода, который является смесью трех изотопов. Химическая единица массы была на 0,03% больше, чем физическая.

В настоящее время за в физике и химии принята единая система измерения. В качестве стандартной единицы атомной массы выбрана 1/12 часть массы атома углерода ¹²С.

1 а.е.м. = 1/12 m(¹²С) = 1,66057×10

-27 кг = 1,66057×10^-24 г.

При расчете относительной атомной массы учитывается распространенность изотопов элементов в земной коре. Например, хлор имеет два изотопа ³⁵Сl (75,5%) и ³⁷Сl (24,5%).Относительная атомная масса хлора равна:

A_r(Cl) = (0,755×m(³⁵Сl) + 0,245×m(³⁷Сl)) / (1/12×m(¹²С) = 35,5.

Из определения относительной атомной массы следует, что средняя абсолютная масса атома равна относительной атомной массе, умноженной на а.е.м.:

m(Cl) = 35,5 ×1,66057×10^-24 = 5,89×10^-23 г.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ru.solverbook.com