แสดงมวลอะตอม วิธีการคำนวณมวลอะตอม

มวลของอะตอมและโมเลกุลมีขนาดเล็กมาก ดังนั้นจึงสะดวกที่จะเลือกมวลของอะตอมตัวใดตัวหนึ่งเป็นหน่วยวัดและแสดงมวลของอะตอมที่เหลือเมื่อเทียบกับอะตอม นี่คือสิ่งที่ผู้ก่อตั้งทฤษฎีอะตอมที่ดัลตันทำ ซึ่งรวบรวมตารางมวลอะตอมโดยใช้มวลของอะตอมไฮโดรเจนเป็นหน่วย

จนถึงปี 1961 ในทางฟิสิกส์ 1/16 ของมวลอะตอมออกซิเจน 16O ถูกนำมาเป็นหน่วยมวลอะตอม (ตัวย่อ a.m.u.) และในวิชาเคมี 1/16 ของมวลอะตอมเฉลี่ยของออกซิเจนธรรมชาติ ซึ่งเป็นส่วนผสมของ สามไอโซโทป หน่วยมวลเคมีมีขนาดใหญ่กว่าหน่วยทางกายภาพ 0.03%

ปัจจุบันได้มีการนำระบบการวัดแบบรวมศูนย์มาใช้ในวิชาฟิสิกส์และเคมี 1/12 ของมวลของอะตอมคาร์บอน 12C ได้รับเลือกให้เป็นหน่วยมาตรฐานของมวลอะตอม

1 ลูก \u003d 1/12 ม. (12 C) \u003d 1.66057 × 10-27 กก. \u003d 1.66057 × 10-24 ก.

เมื่อคำนวณมวลอะตอมสัมพัทธ์ จะพิจารณาถึงความอุดมสมบูรณ์ของไอโซโทปของธาตุในเปลือกโลกด้วย ตัวอย่างเช่น คลอรีนมีสองไอโซโทป 35Cl (75.5%) และ 37Cl (24.5%) มวลอะตอมสัมพัทธ์ของคลอรีนคือ:

Ar(Cl) = (0.755xm(35Cl) + 0.245xm(37Cl)) / (1/12xm(12C) = 35.5.

จากคำจำกัดความของมวลอะตอมสัมพัทธ์ มวลสัมพัทธ์เฉลี่ยของอะตอมเท่ากับมวลอะตอมสัมพัทธ์คูณด้วย amu:

ม.(Cl) = 35.5 × 1.66057 × 10-24 = 5.89 × 10-23 กรัม

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

มวลอะตอมและโมเลกุลสัมพัทธ์

เครื่องคิดเลขนี้ออกแบบมาเพื่อคำนวณมวลอะตอมของธาตุ

มวลอะตอม(เรียกอีกอย่างว่า มวลอะตอมสัมพัทธ์) คือค่ามวลของอะตอมของสารหนึ่งอะตอม มวลอะตอมสัมพัทธ์แสดงเป็นหน่วยของมวลอะตอม มวลอะตอมสัมพัทธ์ โดดเด่น(จริง) น้ำหนักอะตอม. ในขณะเดียวกัน มวลจริงของอะตอมก็เล็กเกินไป จึงไม่เหมาะสำหรับการใช้งานจริง

มวลอะตอมของสารส่งผลต่อปริมาณ โปรตอนและ นิวตรอนในนิวเคลียสของอะตอม

มวลของอิเล็กตรอนถูกละเลยเนื่องจากมีขนาดเล็กมาก

ในการหามวลอะตอมของสาร คุณต้องป้อนข้อมูลต่อไปนี้:

• จำนวนโปรตอน- มีโปรตอนกี่ตัวในนิวเคลียสของสาร
• จำนวนนิวตรอนมีนิวตรอนกี่ตัวในนิวเคลียสของสสาร

จากข้อมูลเหล่านี้ เครื่องคำนวณจะคำนวณมวลอะตอมของสาร ซึ่งแสดงเป็นหน่วยของมวลอะตอม

ตารางองค์ประกอบทางเคมีและมวลอะตอม ไฮโดรเจน ชม 1,0079 นิกเกิล ไม่มี 58,70 ฮีเลียม เขาคือ 4,0026 คนทำขนมปัง Cu 63,546 ลิเธียม หลี่ 6941 สังกะสี สังกะสี 65,38 เบริลเลียม เป็น 9,01218 กอล จอร์เจีย 69,72 บอ ที่ 10,81 เยอรมนี จีอี 72,59 คาร์บอน กับ 12,011 สารหนู เช่น 74,9216 ไนโตรเจน นู๋ 14,0067 ซีลีเนียม เป็น 78,96 ออกซิเจน เกี่ยวกับ 15,9994 โบรมีน โบรมีน 79904 ฟลูออไรด์ F 18,99840 คริปทอน Cr 83,80 นีออน ไม่ 20,179 รูบิเดียม Rb 85,4678 โซเดียม บน 22,98977 สตรอนเทียม ลบ 87,62 แมกนีเซียม มก. 24,305 อิตเทรียม Y 88,9059 อลูมิเนียม อัล 26,98154 เซอร์โคเนียม Zr 91,22 ไนโอเบียม Nb 92,9064 โนเบล ไม่ 255 โมลิบดีนัม โม 95,94 Lawrence lr 256 เทคโนโลยี Ts 98,9062 Kurchatovy คะ 261 รูทีเนียม รุ 101,07 * * * โรเดียม จำพวก 102.9055 * * * แพลเลเดียม Pd 106,4 * * * เงิน Ag 107 868 * * * ซิลิโคน คุณ 28,086 แคดเมียม ซีดี 112,40 ฟอสฟอรัส พี 30,97376 อินเดีย 114,82 กำมะถัน 32,06 ดีบุก sn 118,69 คลอรีน Cl 35,453 พลวง Sb 121,75 อาร์กอน อาร์คันซอ 39,948 เทลลูเรียม เหล่านี้ 127,60 โพแทสเซียม ถึง 39,098 ไอโอดีน ฉัน 126,904 แคลเซียม แคลิฟอร์เนีย 40,08 ซีนอน เซ 131,30 สแกนเดียม เซาท์แคโรไลนา 44,9559 ซีเซียม Cs 132.9054 ไทเทเนียม เหล่านี้ 47,90 แบเรียม ba 137,34 วานาเดียม 50,9414 แลนทานัม ลา 138.9055 โครเมียม Cr 51,996 ซีเรียม เซ 140,12 แมงกานีส มินนิโซตา 54,9380 ประสีโอดิม ปรือ 140.9077 เหล็ก เฟ 55,847 ฉันไม่ Nd 144,24 โคบอลต์ บจก. 58,9332 โพรมีเทียม ตอนเย็น สะมาเรีย sm 150,4 บิสมัท จะ 208.9804 ยูโรเพียม สหภาพยุโรป 151,96 พอโลเนียม หลังจาก 209 แกโดลิเนียม G-d 157,25 ASTAT ใน 210 เทอร์เบียม Tb 158.9254 เรดอน Rn 222 ดิสโพรเซียม ดู $ 16,50 ฝรั่งเศส เฝอ 223 โฮลเมียม เฮ้ 164.9304 รัศมี R 226.0254 เออร์เบียม เอ้อ 167,26 แอกทิเนียม กระแสสลับ 227 ทูเลียม Tm 168.9342 ทอเรียม ไทย 232.0381 อิตเทอร์เบียม Yb 173,04 โพรแทกทิเนียม เพนซิลเวเนีย 231.0359 Lutetia ลู่ 174,97 ดาวยูเรนัส ยู 238,029 แฮฟเนียม ความถี่สูง 178,49 เนปทูเนียม Np 237.0482 แทนทาลัม นี้ 180.9479 พลูโทเนียม ผู่ 244 ทังสเตน W 183,85 อเมริกา เป็น 243 รีเนียม อีกครั้ง 186,207 คูรี ซม 247 ออสเมียม OS 190,2 เบิร์กลีย์ บี.เค. 247 อิริเดียม อินฟราเรด 192,22 แคลิฟอร์เนีย เปรียบเทียบ 251 แพลตตินั่ม ปตท 195,09 ไอน์สไตน์ เอส 254 ทอง Au 196.9665 เฟอร์มี fm 257 ปรอท ปรอท 200,59 เมนเดเลวี แมริแลนด์ 258 แทลเลียม Tl 204,37 * * * ตะกั่ว พีบี 207,2 * * *

มวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุ สถานะงาน: กำหนดมวลของโมเลกุลออกซิเจน หมายเลขงาน 4.1.2 จาก "การรวบรวมปัญหาการเตรียมตัวสำหรับการสอบที่จะเกิดขึ้นในสาขาฟิสิกส์ของ USPTU" ข้อมูล: การตัดสินใจ: พิจารณาโมเลกุลออกซิเจนระดับโมเลกุล \(\nu\) (เลขโดยพลการ). จำได้ว่าสูตรออกซิเจนคือ O2 ในการหามวล (\m) ของออกซิเจนในปริมาณที่กำหนด น้ำหนักโมเลกุลของออกซิเจน \(M\) จะถูกคูณด้วยจำนวนโมล \(\nu\) การใช้ตารางธาตุทำให้ง่ายต่อการระบุมวลโมลาร์ของออกซิเจนคือ \ (M \) 32 ก. / โมลหรือ 0.032 กก. / โมล ในหนึ่งโมล จำนวนของโมเลกุลอะโวกาโดร \ (N_A \) และ v \ (\ nu \) mol - v \ (\ nu \) บางครั้งก็มากกว่าเช่น ในการหามวลของหนึ่งโมเลกุล \ (m_0 \) มวลรวม \ (m \) ต้องหารด้วยจำนวนโมเลกุล \ (N \) \[(m_0)=\frac(m)(N)\] \[(m_0)=\frac((\nu\cdot M))((\nu\cdot(N_A)))\] \((M_0)=\frac(M)(((N_A)))\] ตัวเลขของ Avogadro (N_A1) เป็นค่าแบบตารางเท่ากับ 6.022 1023 mol-1 เราทำการคำนวณ: \[(M_0) = \frac ((0.032)) ((6.022\cdot ((10) * (23)))) = 5.3\cdot (10^(-26)) \; = 5.3 กก.\cdot(10^(-23))\; r\] คำตอบ: 5.3 10-23 หากคุณไม่เข้าใจวิธีแก้ปัญหา และหากคุณมีคำถามหรือพบจุดบกพร่อง คุณสามารถแสดงความคิดเห็นด้านล่าง อะตอมมีขนาดเล็กมากและมีขนาดเล็กมาก ถ้าเราแสดงมวลของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีเป็นกรัม นี่จะเป็นตัวเลขที่ลูกน้ำมีค่าศูนย์มากกว่ายี่สิบศูนย์ ดังนั้นการวัดมวลอะตอมเป็นกรัมจึงไม่เหมาะสม อย่างไรก็ตาม หากเราหามวลที่น้อยมากต่อหน่วย มวลขนาดเล็กอื่นๆ ทั้งหมดสามารถแสดงเป็นอัตราส่วนระหว่างหน่วยนั้นได้ 1/12 ของมวลอะตอมคาร์บอนถูกเลือกให้เป็นหน่วยวัดมวลของอะตอม เรียกว่า 1/12 ของมวลอะตอมคาร์บอน มวลอะตอม(เอ๋. สูตรมวลอะตอม มวลอะตอมสัมพัทธ์ค่านี้เท่ากับอัตราส่วนของมวลจริงของอะตอมของธาตุเคมีหนึ่งๆ ต่อ 1/12 ของมวลจริงของอะตอมคาร์บอน นี่เป็นปริมาณอนันต์ เนื่องจากมวลทั้งสองแยกออกจากกัน อาร์ = คณิตศาสตร์ / (1/12) แก้วมัค อย่างไรก็ตาม, มวลอะตอมสัมบูรณ์เท่ากับค่าสัมพัทธ์และมีหน่วยวัด amu ซึ่งหมายความว่ามวลอะตอมสัมพัทธ์บ่งชี้ว่ามวลของอะตอมที่กำหนดมากกว่า 1/12 ของอะตอมคาร์บอนเป็นจำนวนเท่าใด ถ้าอะตอม Ar = 12 มวลของมันจะมากกว่า 1/12 ของมวลอะตอมคาร์บอน 12 เท่า หรืออีกนัยหนึ่งคือ 12 หน่วยมวลอะตอม ใช้ได้เฉพาะคาร์บอน (C) บนอะตอมไฮโดรเจน (H) Ar = 1 ซึ่งหมายความว่ามวลของมันเท่ากับมวล 1/12 ส่วนของมวลของอะตอมคาร์บอน สำหรับออกซิเจน (O) มวลอะตอมสัมพัทธ์คือ 16 amu ซึ่งหมายความว่าอะตอมของออกซิเจนมีขนาดใหญ่กว่าอะตอมคาร์บอน 1/12 ถึง 16 เท่าและมีหน่วยมวลอะตอม 16 หน่วย องค์ประกอบที่เบาที่สุดคือไฮโดรเจน มวลของมันคือประมาณ 1 amu สำหรับอะตอมที่หนักที่สุด มวลเข้าใกล้ 300 amu โดยปกติ สำหรับแต่ละองค์ประกอบทางเคมี ค่าของมันคือมวลสัมบูรณ์ของอะตอม ซึ่งแสดงเป็น a ตัวอย่างเช่น. ค่าของหน่วยมวลอะตอมบันทึกอยู่ในตารางธาตุ แนวคิดที่ใช้สำหรับโมเลกุล น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ (g). น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์บ่งชี้ว่ามวลของโมเลกุลมากกว่า 1/12 ของมวลอะตอมของคาร์บอนเป็นจำนวนเท่าใด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมวลของโมเลกุลเท่ากับผลรวมของมวลของอะตอมของอะตอม มวลโมเลกุลสัมพัทธ์จึงสามารถหาได้ง่ายๆ โดยการเพิ่มมวลสัมพัทธ์ของอะตอมเหล่านั้น ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของน้ำ (H2O) ประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอมที่มี Ar = 1 และออกซิเจนหนึ่งอะตอมที่มี Ar = 16 ดังนั้นสุภาพบุรุษ (H2O) = 18 สารหลายชนิดมีโครงสร้างที่ไม่ใช่โมเลกุล เช่น โลหะ ในกรณีนี้ น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์จะเท่ากับน้ำหนักอะตอมสัมพัทธ์ เคมีเรียกว่าปริมาณมาก เศษส่วนมวลของธาตุเคมีในโมเลกุลหรือสาร มันแสดงให้เห็นว่าน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์เป็นขององค์ประกอบนี้เท่าใด ตัวอย่างเช่น ในน้ำ ไฮโดรเจนมี 2 ส่วน (เป็นทั้งอะตอม) และออกซิเจน 16 ซึ่งหมายความว่าเมื่อผสมไฮโดรเจนกับน้ำหนักออกซิเจน 1 กก. และ 8 กก. ไฮโดรเจนจะทำปฏิกิริยาโดยไม่ทิ้งสารตกค้างใดๆ เศษส่วนมวลของไฮโดรเจนคือ 2/18 = 1/9 และปริมาณออกซิเจนคือ 16/18 = 8/9 ไมโครบาลานซ์มิฉะนั้น สนับสนุน, สมดุลของอะตอม(จุลินทรีย์ภาษาอังกฤษหรือนาโนทิวบ์ภาษาอังกฤษ) เป็นคำที่หมายถึง: เครื่องมือวิเคราะห์กลุ่มใหญ่ซึ่งมีความแม่นยำในการวัดมวลตั้งแต่หนึ่งถึงหลายร้อยไมโครกรัม เครื่องมือความแม่นยำสูงพิเศษที่ให้คุณวัดมวลของวัตถุได้สูงถึง 0.1 ng (นาโนเวซี) คำอธิบาย หนึ่งในการอ้างอิงครั้งแรกของไมโครโกลบักคือตั้งแต่ปี พ.ศ. 2453 เมื่อวิลเลียม แรมซีย์ได้รับแจ้งว่ามีวิวัฒนาการมากน้อยเพียงใด อนุญาตให้กำหนดน้ำหนักในช่วงลำตัว 0.1 มม. 3 ถึง 10-9 กรัม (1ng) ทุกวันนี้ คำว่า "จุลินทรีย์" มักใช้เพื่ออ้างถึงอุปกรณ์ที่วัดและกำหนดการเปลี่ยนแปลงของมวลในช่วงไมโครกรัม (10-6 กรัม) นักจุลชีววิทยาได้เข้าสู่การปฏิบัติของการวิจัยสมัยใหม่และห้องปฏิบัติการทางอุตสาหกรรม และได้รับการผลิตในรูปแบบต่างๆ ที่มีความอ่อนไหวและค่าใช้จ่ายต่างกัน ในขณะเดียวกันก็มีการพัฒนาเทคนิคการวัดในพื้นที่นาโนแกรม เคมี. จะหามวลอะตอมสัมพัทธ์ได้อย่างไร? เมื่อเราพูดถึงการวัดมวลที่ระดับนาโนแกรม ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการวัดมวลของอะตอม โมเลกุล หรือกระจุก อันดับแรก เราจะพิจารณาแมสสเปกโตรเมตรี ในกรณีนี้ ควรระลึกไว้เสมอว่าการวัดมวลโดยใช้วิธีนี้แสดงถึงความจำเป็นในการแปลงวัตถุชั่งน้ำหนักให้เป็นไอออน ซึ่งบางครั้งก็ไม่พึงปรารถนาอย่างยิ่ง สิ่งนี้ไม่จำเป็นเมื่อใช้อุปกรณ์อื่นที่สำคัญและใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดจุลินทรีย์ควอทซ์จำนวนมากอย่างแม่นยำ กลไกการทำงานที่อธิบายไว้ในบทความที่เกี่ยวข้อง ลิงค์ เจนเซ่น เค., ขวัญพโย คิม, เซทเทิล เอ.เครื่องตรวจจับอะตอมความละเอียดอะตอมนาโนเมชัน // arXiv: 0809.2126 (12 กันยายน 2551)

มวลของอะตอมและโมเลกุลมีขนาดเล็กมาก ดังนั้นจึงสะดวกที่จะเลือกมวลของอะตอมตัวใดตัวหนึ่งเป็นหน่วยวัดและแสดงมวลของอะตอมที่เหลือเมื่อเทียบกับอะตอม นี่คือสิ่งที่ผู้ก่อตั้งทฤษฎีอะตอมที่ดัลตันทำ ซึ่งรวบรวมตารางมวลอะตอมโดยใช้มวลของอะตอมไฮโดรเจนเป็นหน่วย

จนถึงปี 1961 ในวิชาฟิสิกส์ 1/16 ของมวลอะตอมออกซิเจน 16 O ถูกนำมาเป็นหน่วยมวลอะตอม (ตัวย่อ amu) และในวิชาเคมี - 1/16 ของมวลอะตอมเฉลี่ยของออกซิเจนธรรมชาติซึ่งเป็นส่วนผสม ของไอโซโทปสามตัว หน่วยมวลเคมีมีขนาดใหญ่กว่าหน่วยทางกายภาพ 0.03%

ปัจจุบันได้มีการนำระบบการวัดแบบรวมศูนย์มาใช้ในวิชาฟิสิกส์และเคมี 1/12 ของมวลอะตอมคาร์บอน 12 C ถูกเลือกให้เป็นหน่วยมาตรฐานของมวลอะตอม

1 ลูก \u003d 1/12 ม. (12 C) \u003d 1.66057 × 10 -27 กก. \u003d 1.66057 × 10 -24 กรัม

คำนิยาม

มวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุ (A r)- นี่คือปริมาณที่ไม่มีมิติเท่ากับอัตราส่วนของมวลเฉลี่ยของธาตุอะตอมต่อ 1/12 ของมวลของอะตอม 12 C

เมื่อคำนวณมวลอะตอมสัมพัทธ์ จะพิจารณาถึงความอุดมสมบูรณ์ของไอโซโทปของธาตุในเปลือกโลกด้วย ตัวอย่างเช่น คลอรีนมีสองไอโซโทป 35 Cl (75.5%) และ 37 Cl (24.5%) มวลอะตอมสัมพัทธ์ของคลอรีนคือ:

A r (Cl) \u003d (0.755 × m (35 Cl) + 0.245 × m (37 Cl)) / (1/12 × m (12 C) = 35.5

จากคำจำกัดความของมวลอะตอมสัมพัทธ์ มวลสัมพัทธ์เฉลี่ยของอะตอมเท่ากับมวลอะตอมสัมพัทธ์คูณด้วย amu:

ม.(Cl) = 35.5 × 1.66057 × 10 -24 = 5.89 × 10 -23 กรัม

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่าง 1

ตัวอย่าง 2

ลักษณะสำคัญขององค์ประกอบทางเคมีอย่างหนึ่งคือมวลอะตอมสัมพัทธ์

(หน่วยมวลอะตอมเท่ากับ 1/12 ของมวลอะตอมของคาร์บอน โดยมวลจะถือว่าเท่ากับ 12 amu และเท่ากับ1,66 10 24 ก.

การเปรียบเทียบมวลของอะตอมของธาตุกับหนึ่ง amu ให้หาค่าตัวเลขของมวลอะตอมสัมพัทธ์ (Ar)

มวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุแสดงจำนวนครั้งที่มวลอะตอมของมันมากกว่า 1/12 ของมวลอะตอมของคาร์บอน

ตัวอย่างเช่น สำหรับออกซิเจน Ar (O) = 15.9994 และสำหรับไฮโดรเจน Ar (H) = 1.0079

สำหรับโมเลกุลของสารที่ง่ายและซับซ้อน ให้กำหนด น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ซึ่งมีค่าเท่ากับผลรวมของมวลอะตอมของอะตอมทั้งหมดที่ประกอบเป็นโมเลกุล ตัวอย่างเช่น น้ำหนักโมเลกุลของน้ำคือ H2O

มก. (H2O) = 2 1.0079 + 1 15.9994 = 18.0153

กฎของอโวกาโดร

ในทางเคมีพร้อมกับหน่วยมวลและปริมาตรจะใช้หน่วยปริมาณของสารที่เรียกว่าโมล

!ตุ่น (วี) - หน่วยวัดปริมาณของสารที่มีหน่วยโครงสร้างมาก (โมเลกุล อะตอม ไอออน) เนื่องจากมีอะตอมใน 0.012 กก. (12 กรัม) ของไอโซโทปคาร์บอน "C''

ซึ่งหมายความว่า 1 โมลของสารใด ๆ มีจำนวนหน่วยโครงสร้างเท่ากัน เท่ากับ 6,02 10 23 . ค่านี้เรียกว่า คงที่ Avogadro(โน้ต นู๋แต่, ขนาด 1/โมล)

นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี Amadeo Avogadro ได้เสนอสมมติฐานในปี ค.ศ. 1811 ซึ่งภายหลังได้รับการยืนยันจากข้อมูลการทดลองและต่อมาได้รับชื่อ กฎของอโวกาโดรเขาให้ความสนใจกับความจริงที่ว่าก๊าซทั้งหมดถูกบีบอัดอย่างเท่าเทียมกัน (กฎ Boyle-Mariotte) และมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเท่ากัน (กฎของเกย์-ลูสแซก) ในเรื่องนี้ ท่านเสนอว่า

ปริมาณก๊าซต่าง ๆ ที่เท่ากันภายใต้เงื่อนไขเดียวกันมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน

ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน (พวกเขามักจะพูดถึงสภาวะปกติ: ความดันสัมบูรณ์คือ 1,013 มิลลิบาร์และอุณหภูมิ 0 ° C) ระยะห่างระหว่างโมเลกุลจะเท่ากันสำหรับก๊าซทั้งหมดและปริมาตรของโมเลกุลจะเล็กน้อย จากทั้งหมดข้างต้น เราสามารถตั้งสมมติฐานได้:

!ถ้าปริมาณก๊าซเท่ากันภายใต้สภาวะเดียวกันมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน แล้วมวลที่มีจำนวนโมเลกุลเท่ากันจะต้องมีปริมาตรเท่ากัน

กล่าวอีกนัยหนึ่ง

ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ก๊าซใด ๆ 1 โมลจะมีปริมาตรเท่ากัน ภายใต้สภาวะปกติ ก๊าซใด ๆ 1 โมลจะมีปริมาตร วีเท่ากับ 22.4 ลิตร เล่มนี้ชื่อว่าปริมาณโมลของแก๊ส (ขนาด l/mol หรือ m³ /โมล).

ค่าที่แน่นอนของปริมาตรของก๊าซในสภาวะปกติ (ความดัน 1,013 มิลลิบาร์และอุณหภูมิ 0 ° C) คือ 22.4135 ± 0.0006 ลิตร/โมล ภายใต้เงื่อนไขมาตรฐาน (t=+15° C ความดัน = 1,013 mbar) ก๊าซ 1 โมลมีปริมาตร 23.6451 ลิตรและที่t\u003d + 20 ° C และความดัน 1,013 mbar, 1 โมลมีปริมาตรประมาณ 24.2 ลิตร

ในแง่ตัวเลข มวลโมลาร์เกิดขึ้นพร้อมกับมวลของอะตอมและโมเลกุล (ใน amu) และกับมวลอะตอมและโมเลกุลสัมพัทธ์

ดังนั้น 1 โมลของสารใดๆ จึงมีมวลดังกล่าวเป็นกรัม ซึ่งเท่ากับน้ำหนักโมเลกุลของสารนี้ในตัวเลข ซึ่งแสดงเป็นหน่วยมวลอะตอม

ตัวอย่างเช่น M(O2) = 16 ก. น. 2 \u003d 32 น. e. m. ดังนั้นออกซิเจน 1 โมลจึงเท่ากับ 32 ก. ความหนาแน่นของก๊าซที่วัดได้ภายใต้สภาวะเดียวกันสัมพันธ์กับมวลโมลาร์ของพวกมัน เนื่องจากสารโมเลกุล (ของเหลว ไอระเหย ก๊าซ) เป็นวัตถุหลักของปัญหาในทางปฏิบัติระหว่างการขนส่งก๊าซเหลวบนตัวพาก๊าซ ปริมาณที่ต้องการหลักจะเป็นมวลโมลาร์ เอ็ม(กรัม/โมล) ปริมาณสาร วีเป็นโมลและมวล tสารในหน่วยกรัมหรือกิโลกรัม

เมื่อทราบสูตรทางเคมีของก๊าซชนิดใดชนิดหนึ่งแล้ว จะสามารถแก้ปัญหาในทางปฏิบัติที่เกิดขึ้นระหว่างการขนส่งก๊าซเหลวได้

ตัวอย่างที่ 1 มีเอทิลีนเหลว 22 ตันในถังสำรับ (กับ2 ชม4 ). จำเป็นต้องตรวจสอบว่ามีสินค้าบนเรือเพียงพอสำหรับล้างถังบรรจุสินค้าขนาด 5,000 ม. 3 สามถังต่อถังหรือไม่ ถ้าหลังจากล้างแล้ว อุณหภูมิของถังคือ 0 ° C และความดัน 1,013 มิลลิบาร์

1. กำหนดน้ำหนักโมเลกุลของเอทิลีน:

M \u003d 2 12.011 + 4 1.0079 \u003d 28.054 g / mol

2. เราคำนวณความหนาแน่นของไอเอทิลีนภายใต้สภาวะปกติ:

ρ \u003d M / V \u003d 28.054: 22.4 \u003d 1.232 g / l

3. หาปริมาตรของไอระเหยของสินค้าภายใต้สภาวะปกติ:

22∙10 6: 1.252= 27544 ม. 3 .

ปริมาตรรวมของถังสินค้าคือ 15,000 ม. 3 . จึงมีสินค้าบนเรือเพียงพอสำหรับล้างถังสินค้าทั้งหมดด้วยไอเอทิลีน

ตัวอย่าง 2. มีความจำเป็นต้องกำหนดปริมาณโพรเพน (กับ3 ชม8 ) จะต้องล้างถังสินค้าที่มีความจุรวม 8000 ม. 3 หากอุณหภูมิของถังอยู่ที่ +15 ° C และความดันไอของโพรเพนในถังหลังจากสิ้นสุดการล้างจะไม่เกิน 1,013 มิลลิบาร์

1. กำหนดมวลโมลาร์ของโพรเพน กับ3 ชม8

เอ็ม = 3 12,011 + 8 1,0079 = 44.1 กรัม/โมล

2. กำหนดความหนาแน่นของไอโพรเพนหลังจากล้างถัง:

ρ \u003d M: v \u003d 44.1: 23.641 \u003d 1.865 กก. / ม. 3

3. เมื่อทราบความหนาแน่นและปริมาตรของไอ เราจะกำหนดปริมาณโพรเพนทั้งหมดที่จำเป็นในการล้างถัง:

ม. \u003d ρ v \u003d 1.865 8000 \u003d 14920 กก. ≈ 15 ตัน

คุณสมบัติพื้นฐานของอะตอมประการหนึ่งคือมวลของอะตอม มวลสัมบูรณ์ (จริง) ของอะตอม- มีขนาดเล็กมาก เป็นไปไม่ได้ที่จะชั่งน้ำหนักอะตอมด้วยเครื่องชั่งเพราะไม่มีเครื่องชั่งที่แน่นอนเช่นนั้น มวลของพวกเขาถูกกำหนดโดยการคำนวณ

ตัวอย่างเช่น มวลของอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมคือ 0.000,000,000,000,000,000,000,001,663 กรัม!มวลของอะตอมของยูเรเนียม ซึ่งเป็นหนึ่งในอะตอมที่หนักที่สุด อยู่ที่ประมาณ 0.000,000,000,000,000,000,000 4 กรัม

ค่ามวลที่แน่นอนของอะตอมยูเรเนียมคือ 3.952 ∙ 10−22 ก. และอะตอมไฮโดรเจนที่เบาที่สุดในบรรดาอะตอมทั้งหมด คือ 1.673 ∙ 10−24 ก.

ไม่สะดวกที่จะคำนวณด้วยตัวเลขที่น้อย ดังนั้นแทนที่จะใช้มวลสัมบูรณ์ของอะตอมจึงใช้มวลสัมพัทธ์

มวลอะตอมสัมพัทธ์

มวลของอะตอมใดๆ สามารถตัดสินได้โดยเปรียบเทียบกับมวลของอะตอมอื่น (เพื่อหาอัตราส่วนของมวลของอะตอม) ตั้งแต่การกำหนดมวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุ อะตอมต่างๆ ก็ได้ถูกนำมาใช้เป็นการเปรียบเทียบ ครั้งหนึ่ง อะตอมของไฮโดรเจนและออกซิเจนเป็นมาตรฐานดั้งเดิมสำหรับการเปรียบเทียบ

มาตราส่วนมวลอะตอมสัมพัทธ์แบบรวมเป็นหนึ่งและหน่วยใหม่ของมวลอะตอม นำมาใช้ International Congress of Physicists (1960) และรวมเป็นหนึ่งเดียวโดย International Congress of Chemists (1961)

ในปัจจุบัน เกณฑ์มาตรฐานสำหรับการเปรียบเทียบคือ 1/12 ของมวลอะตอมคาร์บอนค่านี้เรียกว่าหน่วยมวลอะตอม ย่อ a.u.m.

หน่วยมวลอะตอม (a.m.u.) - มวล 1/12 ของอะตอมคาร์บอน

ลองเปรียบเทียบว่ามวลสัมบูรณ์ของอะตอมไฮโดรเจนและยูเรเนียมแตกต่างจากมวลสัมบูรณ์กี่ครั้ง 1 amu สำหรับสิ่งนี้เราแบ่งตัวเลขเหล่านี้ทีละตัว:

ค่าที่ได้รับในการคำนวณและเป็นมวลอะตอมสัมพัทธ์ขององค์ประกอบ - ค่อนข้าง 1/12 ของมวลอะตอมคาร์บอน

ดังนั้นมวลอะตอมสัมพัทธ์ของไฮโดรเจนมีค่าประมาณ 1 และยูเรเนียม - 238โปรดทราบว่ามวลอะตอมสัมพัทธ์ไม่มีหน่วย เนื่องจากหน่วยมวลสัมบูรณ์ (กรัม) จะถูกยกเลิกเมื่อแบ่งออก

มวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุทั้งหมดแสดงไว้ในตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีโดย D.I. เมนเดเลเยฟ. สัญลักษณ์ที่ใช้แทนมวลอะตอมสัมพัทธ์คือ Ar (ตัวอักษร r เป็นตัวย่อของคำว่าญาติซึ่งหมายถึงญาติ)

ค่ามวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุถูกนำมาใช้ในการคำนวณหลายอย่างตามกฎทั่วไป ค่าที่ระบุในระบบธาตุจะถูกปัดเศษเป็นจำนวนเต็ม สังเกตว่าธาตุในตารางธาตุเรียงตามลำดับการเพิ่มมวลอะตอมสัมพัทธ์

ตัวอย่างเช่น โดยใช้ระบบธาตุ เราจะกำหนดมวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุจำนวนหนึ่ง:

อา(O) = 16; อา(นา) = 23; อา(P) = 31.
มวลอะตอมสัมพัทธ์ของคลอรีนมักจะเขียนเป็น 35.5!
Ar(Cl) = 35.5

• มวลอะตอมสัมพัทธ์เป็นสัดส่วนกับมวลสัมบูรณ์ของอะตอม
• มาตรฐานสำหรับกำหนดมวลอะตอมสัมพัทธ์คือ 1/12 ของมวลอะตอมของคาร์บอน
• 1 ลูก = 1.662 ∙ 10−24 ก.
• มวลอะตอมสัมพัทธ์แสดงโดย Ar
• สำหรับการคำนวณ ค่ามวลอะตอมสัมพัทธ์จะถูกปัดเศษเป็นจำนวนเต็ม ยกเว้นคลอรีน ซึ่ง Ar = 35.5
• มวลอะตอมสัมพัทธ์ไม่มีหน่วย

มวลอะตอม, มวลอะตอมสัมพัทธ์(ชื่อล้าสมัย - น้ำหนักอะตอม) - ค่ามวลของอะตอมที่แสดงในหน่วยมวลอะตอม ในปัจจุบัน หน่วยมวลอะตอมจะถือว่ามีมวล 1/12 ของมวลอะตอมที่เป็นกลางของไอโซโทปคาร์บอน 12C ที่พบบ่อยที่สุด ดังนั้นมวลอะตอมของไอโซโทปนี้จึงเป็นตามคำนิยาม 12 สำหรับไอโซโทปอื่น ๆ มวลอะตอม ไม่ใช่จำนวนเต็ม แม้ว่าจะใกล้เคียงกับเลขมวลของไอโซโทปนี้ (กล่าวคือ จำนวนนิวคลีออน - โปรตอนและนิวตรอน - ในนิวเคลียส) ความแตกต่างระหว่างมวลอะตอมของไอโซโทปกับเลขมวลเรียกว่ามวลส่วนเกิน มันสามารถเป็นได้ทั้งบวกและลบ สาเหตุของการเกิดขึ้นคือการพึ่งพาพลังงานยึดเหนี่ยวของนิวเคลียสแบบไม่เชิงเส้นกับจำนวนโปรตอนและนิวตรอน ตลอดจนความแตกต่างของมวลของโปรตอนและนิวตรอน

การพึ่งพามวลอะตอมของเลขมวลมีดังนี้: มวลส่วนเกินเป็นบวกสำหรับไฮโดรเจน-1 โดยจำนวนมวลที่เพิ่มขึ้นจะลดลงและกลายเป็นลบจนกว่าจะถึงค่าต่ำสุดสำหรับธาตุเหล็ก-56 จากนั้นจึงเริ่มเติบโตและเพิ่มขึ้น เป็นค่าบวกสำหรับนิวไคลด์หนัก สิ่งนี้สอดคล้องกับความจริงที่ว่าฟิชชันของนิวเคลียสที่หนักกว่าเหล็กจะปล่อยพลังงานออกมา ในขณะที่ฟิชชันของนิวเคลียสของแสงนั้นต้องการพลังงาน ในทางตรงกันข้าม การหลอมรวมของนิวเคลียสที่เบากว่าเหล็กจะปล่อยพลังงานออกมา ในขณะที่การรวมตัวของธาตุที่หนักกว่าเหล็กนั้นต้องการพลังงานเพิ่มเติม

มวลอะตอมขององค์ประกอบทางเคมี (หรือ "มวลอะตอมเฉลี่ย", "มวลอะตอมมาตรฐาน") คือมวลอะตอมเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักของไอโซโทปที่เสถียรทั้งหมดขององค์ประกอบทางเคมีที่กำหนด โดยคำนึงถึงความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติของพวกมันในเปลือกโลกและชั้นบรรยากาศ มันคือมวลอะตอมที่แสดงในตารางธาตุซึ่งใช้ในการคำนวณปริมาณสัมพันธ์ มวลอะตอมของธาตุที่มีอัตราส่วนไอโซโทปรบกวน (เช่น เสริมสมรรถนะในไอโซโทปบางตัว) แตกต่างจากมวลมาตรฐาน

mo ของน้ำหนักโมเลกุลของสารประกอบทางเคมีคือผลรวมของมวลอะตอมของธาตุที่ประกอบกัน คูณด้วยสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ของธาตุตามสูตรทางเคมีของสารประกอบ พูดอย่างเคร่งครัด มวลของโมเลกุลนั้นน้อยกว่ามวลของอะตอมที่เป็นส่วนประกอบด้วยค่าที่เท่ากับพลังงานยึดเหนี่ยวของโมเลกุล อย่างไรก็ตาม ความบกพร่องของมวลนี้มีขนาดเล็กกว่ามวลของโมเลกุลถึง 9-10 ลำดับ และสามารถละเลยได้

คำจำกัดความของโมล (และหมายเลขของอาโวกาโดร) ถูกเลือกเพื่อให้มวลของสารหนึ่งโมล (มวลโมลาร์) แสดงเป็นกรัม มีค่าเท่ากับมวลอะตอม (หรือโมเลกุล) ของสารนั้น ตัวอย่างเช่น มวลอะตอมของเหล็กคือ 55.847 ดังนั้นอะตอมของเหล็กหนึ่งโมล (นั่นคือจำนวนเท่ากับจำนวน Avogadro 6.022 1023) จึงมี 55.847 กรัม

การเปรียบเทียบโดยตรงและการวัดมวลของอะตอมและโมเลกุลทำได้โดยใช้วิธีแมสสเปกโตรเมทริก
เรื่องราว
จนถึงปี 1960 มวลอะตอมถูกกำหนดเพื่อให้ไอโซโทปออกซิเจน -16 มีมวลอะตอมเท่ากับ 16 (มาตราส่วนออกซิเจน) อย่างไรก็ตาม อัตราส่วนของออกซิเจน -17 ต่อออกซิเจน -18 ในออกซิเจนธรรมชาติ ซึ่งใช้ในการคำนวณมวลอะตอมด้วย ส่งผลให้มีตารางมวลอะตอมที่แตกต่างกันสองตาราง นักเคมีใช้มาตราส่วนโดยพิจารณาจากข้อเท็จจริงที่ว่าส่วนผสมตามธรรมชาติของไอโซโทปออกซิเจนควรมีมวลอะตอมเท่ากับ 16 ในขณะที่นักฟิสิกส์กำหนดจำนวนอะตอมเท่ากับ 16 ให้กับมวลอะตอมของไอโซโทปออกซิเจนที่มีมากที่สุด (มีโปรตอนแปดตัวและนิวตรอนแปดตัว)
วิกิพีเดีย