Greutatea și dimensiunea moleculelor, fizica pentru toate
Multe experimente au arătat că dimensiunea molecula este foarte mică. Dimensiunea liniară a moleculei sau atom pot fi găsite în diferite moduri. De exemplu, folosind o fotografie la microscop electronic obținut prin unele molecule mari, în timp ce cu ajutorul unui ion proiector (microscop ion) poate nu numai pentru a studia structura cristalelor, dar distanța dintre atomii individuali în moleculă.
Folosind realizările tehnici experimentale moderne, a fost posibil să se determine dimensiunile liniare ale atomilor simpli și molecule, care sunt de aproximativ 10-8 cm. Dimensiunile liniare ale atomilor și moleculelor complexe mult mai mult. De exemplu, mărimea moleculelor de proteină este de 43 x 10 -8 cm.
Pentru caracteristicile atomilor utilizând o idee a razelor atomice care fac posibilă estimarea aproximativ distantele interatomice in molecule, lichide sau solide, ca și atomii în dimensiune nu au limite clare. Adică, raza atomica - este o zonă în care se află partea principală a densității de electroni a atomului (cel puțin 90 ... 95%).
Mărimea moleculei este atât de mică încât o puteți trimite numai prin comparații. De exemplu, o moleculă de apă cât de multe ori mai mici decât un măr mare, cât de multe ori mai puțin decât globul de mere.
substanță mol
Greutățile moleculelor individuale și atomi sunt foarte mici, așa că este mai convenabil să se utilizeze în calcule nu este valori absolute în masă, ci relativă.
Greutatea moleculară relativă (sau masa atomică relativă) substanță MR - raportul dintre masa moleculei (sau atom) al unei substanțe 1/12 masa unui atom de carbon.
în care m0 - masa moleculei (sau atom) substanței, m0C - masa atomului de carbon.
molecular (sau atomică) Substanță greutate relativă indică de câte ori masa substanței molecule mai mari 1/12 carbon izotop masa 12. Cu (atomic) Greutatea moleculară relativă este exprimată în unități atomice de masă.
Unitatea de masă atomică - este 1/12 din masa izotopului de carbon 12 C măsurători precise a arătat că unitatea de masă atomică este 1,660 x 10 -27 kg, adică
1 uam = 1.660 * 10 -27 kg
Masă moleculară relativă a substanței poate fi calculată prin adăugarea maselor relative atomice ale elementelor care compun moleculele unei substanțe. Masa atomică relativă conține elementele chimice din sistemul periodic al elementelor chimice DI Mendeleev.
În DI sistemului periodic Pentru fiecare element din masa atomică periodică conține. care se măsoară în unități atomice de masă (uam). De exemplu, greutatea atomică de magneziu este 24.305 amu adică magneziu de două ori mai grele decât carbon, deoarece greutatea atomică a carbonului este 12 amu (Acest lucru rezultă din faptul că 1/12 = 1 amu izotop masă de carbon, ceea ce reprezintă cea mai mare a atomului de carbon).
De ce măsura masa moleculelor și atomilor în uam dacă există grame și de kilograme? Desigur, puteți utiliza unitatea, dar va fi foarte incomod pentru scris (prea multe numere trebuie să fie utilizate pentru a înregistra greutatea). Pentru a găsi greutatea elementului în kilograme, aveți nevoie de o masă atomică a elementului înmulțit cu 1 uam Greutatea atomică este pe tabelul periodic (scris pe dreapta denumirea literă a elementului). De exemplu, greutatea în kilograme de atomi de magneziu ar fi:
m0Mg = 24305 * 1 a.e.m. = 24.305 * 1.660 * 10 -27 = 40.3463 * 10 -27 kg
Greutatea moleculară poate fi calculată prin adăugarea masei de elemente care sunt parte a moleculei. De exemplu, masa moleculelor de apă (H2O) vor fi:
m0N2O = 2 * m0H + m0O = * 1.00794 = 2 + 15.9994 18.0153 a.e.m. = 29.905 * 10 -27 kg
Cantitatea de substanță considerată ca fiind proporțională cu numărul de particule. Cantitatea de substanță - o cantitate fizică ce caracterizează numărul relativ al atomilor și moleculelor din organism. cantități unitare de substanțe numite mol (mol).
Mole este cantitatea sistemului de substanțe, care conține același număr de molecule atomi există în 0,012 kg de carbon C. 12. Cu alte cuvinte, dacă avem un sistem cu orice material, și în acest sistem aceeași cantitate de molecule de substanță, ca și atomii din 0,012 kg de carbon, putem spune că în acest sistem, avem 1 mol de substanță.
Numărul lui Avogadro
Cantitatea de substanță ν este raportul dintre numărul de molecule din organism la numărul de atomi în 0,012 kg de carbon, adică numărul de molecule în 1 mol de substanță.
unde N - numărul de molecule din organism, NA - numărul de molecule în 1 mol de materialul din care corpul este compus.
NA - constanta lui Avogadro. Cantitatea de substanță este măsurată în moli.
Numărul lui Avogadro - numărul de molecule sau atomi într-un mol de substanță. Această constantă a primit numele după chimist și fizician italian Amedeo Avogadro (1776-1856).
La 1 mol de orice substanță conține același număr de particule.
NA = 6,02 * 23 mol octombrie -1
masa molara - masa unei substanțe este luată într-o cantitate de un mol de:
unde m0 - masa moleculei.
Masa moleculară este exprimată în kilograme per mol (kg / mol = mol * kg -1).
masa molara este asociat cu un raport de greutate moleculară relativă:
μ = 10 -3 * Dl [kg mol -1 *]
Mass orice cantitate de substanță este produsul de masă m m0 o moleculă la numărul de molecule:
Cantitatea de substanță egală cu masa substanței la masa molară:
Masa unei singure molecule de substanță poate fi găsit, dacă știți masa molară și constanta lui Avogadro:
O determinare mai exactă a maselor de atomi și molecule este realizată folosind sprektrometra masa - unitate, în care separarea fasciculului particule încărcate în spațiu în funcție de masa de încărcare, folosind câmpurile electrice și magnetice.
De exemplu, găsim o masă molară de atom de magneziu. Așa cum sa explicat mai sus, masa atomului de magneziu este m0Mg = 40,3463 * 10 -27 kg. Apoi, masa molară va fi:
μ = m0Mg * NA = 40,3463 * -27 10 * 6,02 10 * 23 = 2.4288 x 10 -2 kg / mol
Aceasta este, într-un mol de „se potrivesc“ 2.4288 x 10 -2 kg magneziu. Ei bine, sau aproximativ 24,28 grame.
După cum se vede, masa molară (în grame) este aproape egal cu masa atomică a elementului din tabelul periodic menționat. Deci, atunci când indică greutatea atomică, de obicei, ele fac acest lucru:
Puteți calcula masa molară de elemente diferite și să fie sigur de corectitudinea acestei afirmații. Pentru a calcula masa moleculară se poate utiliza un calculator simplu, care este situat în partea de jos a paginii: