Атомная единица массы. Число Авогадро

 

Вещество состоит из молекул. Под молекулой мы будем понимать наименьшую частицу данного вещества, сохраняющую химические свойства данного вещества.

Читатель: А в каких единицах измеряется масса молекул?

Автор: Массу молекулы можно измерять в любых единицах массы, например в тоннах, но поскольку массы молекул очень малы: ~10–23 г, то для удобства ввели специальную единицу – атомную единицу массы (а.е.м.).

Атомной единицей массы называется величина, равная -й массы атома углерода 6С12.

Запись 6С12 означает: атом углерода, имеющий массу 12 а.е.м. и заряд ядра – 6 элементарных зарядов. Аналогично, 92U235 – атом урана массой 235 а.е.м. и зарядом ядра 92 элементарных заряда, 8О16 – атом кислорода массой 16 а.е.м и зарядом ядра 8 элементарных зарядов и т.д.

Читатель: Почему в качестве атомной единицы массывзяли именно (а не или ) часть массы атома и именно углерода, а не кислорода или плутония?

Автор: Атом углерода 6С12 состоит из 6 протонов, 6 нейтронов и 6 электронов. Масса протона приблизительно равна массе нейтрона, а масса электрона примерно в 2000 раз меньше массы протона. Поэтому

1 а.е.м. =

Экспериментально установлено, что 1 г » 6,02×1023 а.е.м.

Число, показывающее, во сколько раз масса 1 г больше 1 а.е.м, называется числом Авогадро: NA = 6,02×1023.

Отсюда

NА × (1 а.е.м) = 1 г. (5.1)

Пренебрегая массой электронов и различием в массах протона и нейтрона, можно сказать, что число Авогадро приблизительно показывает, сколько надо взять протонов (или, что почти то же самое, атомов водорода), чтобы образовалась масса в 1 г (рис. 5.1).

Моль

 

Масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы, называется относительной молекулярной массой.

Обозначается Мr­ (r – от relative – относительный), например:

= 12 а.е.м, = 235 а.е.м.

Порция вещества, которая содержит столько же граммов данного вещества, сколько атомных единиц массы содержит молекула данного вещества, называется молем(1 моль).

Например: 1) относительная молекулярная масса водорода Н2: , следовательно, 1 моль водорода имеет массу 2 г;

2) относительная молекулярная масса углекислого газа СО2:

12 а.е.м. + 2×16 а.е.м. = 44 а.е.м.

следовательно, 1 моль СО2 имеет массу 44 г.

Утверждение. Один моль любого вещества содержит одно и то же число молекул: NА = 6,02×1023 шт.

Доказательство. Пусть относительная молекулярная масса вещества Мr (а.е.м.) = Мr × (1 а.е.м.). Тогда согласно определению 1 моль данного вещества имеет массу Мr (г) = Мr×(1 г). Пусть N – число молекул в одном моле, тогда

N×(масса одной молекулы) = (масса одного моля),

отсюда

.

Моль – основная единица измерения в СИ.

Замечание. Моль можно определить иначе: 1 моль – это NА = = 6,02×1023 молекул данного вещества. Тогда легко понять, что масса 1 моля равна Мr (г). Действительно, одна молекула имеет массу Мr (а.е.м.), т.е.

(масса одной молекулы) = Мr × (1 а.е.м.),

(масса одного моля) = NА ×(масса одной молекулы) =

= NА × Мr × (1 а.е.м.) = .

Масса 1 моля называется молярной массой данного вещества.

Читатель: Если взять массу т некоторого вещества, молярная масса которого равна m, то сколько это будет молей?

Автор: Подсчитаем:

.

Запомним:

. (5.2)

Читатель: А в каких единицах в системе СИ следует измерять m?

Автор: Посмотрим: [m] = 1 кг , [n] = 1 моль, тогда

, [m] = кг/моль.

Например, молярная масса водорода

= 2 г/моль = 0,002 кг/моль;

молярная масса углекислого газа

44 г/моль = 0,044 кг/моль

и т.д.

 

Закон Авогадро

 

Экспериментально установлено, что при нормальных условиях (Т0 = 273 К, р0 = 760 мм рт. ст.) 1 моль любого газа занимает одинаковый объем, равный 22,4 л (22,4×10–3 м3).

Напомним, что 760 мм рт. ст. = 1 атм » 1,013×105 Па.

 

Молярный объем

 

Физическая величина, равная отношению объема, занятого газом, к числу молей данного газа, называется молярным объемом газа:

. (5.3)

Единица измерения молярного объема

.

Объем газа можно выразить через молярный объем:

V = nVm. (5.4)

 








Дата добавления: 2016-04-11; просмотров: 5188;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.011 сек.