Химия - 8-9 класс

1.Распределите величины по семействам однородных величин: работа, температура, потенциальная энергия, удельная теплоемкость, количество теплоты, температура плавления, кинетическая энергия, температура кипения. Как доказать, что собранные в семейства величины – однородные?

2.Как значения величины, выраженные в одних единицах измерений, выразить в других единицах? Приведите любые известные вам примеры.

5.3. Важнейшие физические величины, характеризующие атомы и молекулы

С основными количественными характеристиками атомов вы познакомились в главе 4. Кроме числа протонов в ядре (Z), числа нейтронов в ядре (N) и массового числа (A) это

а) масса атома (нуклида), m_о(^AЭ), [m_о(^AЭ)] = 1 г или 1 кг;

б) атомная масса нуклида, А_r(^AЭ), [А_r(^AЭ)] =1 Дн;

в) средняя масса атомов элемента, (Э), [(Э)] = 1 г или 1кг;

г) атомная масса элемента, А_r(Э), [А_r(Э)] = 1 Дн.

Проанализируем эти величины.

Так как масса атома и атомная масса нуклида – одна и та же величина, но измеренная разными единицами измерений, то

{m₀(^AЭ)}^.1 г = { А_r(^AЭ)}^.1 Дн.

Примеры:

для нуклида 1Н 1,67.10– 24.1 г = 1.1 Дн или 1,67.10– 24 г = 1 Дн

для нуклида 16О 2,66.10– 23.1 г = 16.1 Дн или 2,66.10– 23 г = 16.1 Дн

Совершенно аналогично, средняя масса атомов элемента и атомная масса элемента – также одна и та же величина, и в этом случае мы можем записать:

{ (Э)}^.1 г = { А_r(Э)}^.1 Дн.

Примеры:

для элемента " кислород" 2,66.10– 23.l г = 16.1 Дн или 2,66.10– 23 г = 16 Дн

для элемента " золото" 3,29.10– 22.1 г = 197.1 Дн или 3,29.10– 22г = 197 Дн

Химические вещества могут состоять из молекул (молекулярные вещества), а могут и не содержать таких обособленных незаряженных частиц (немолекулярные вещества).

Молекулы, как и атомы, естественно, обладают массой. Масса молекулы равна сумме масс составляющих ее атомов. Молекулы разных веществ имеют, как правило, разную массу. Молекулы одного вещества могут несколько отличаться друг от друга по массе, ведь в их состав могут входить атомы разных изотопов. Обычная вода, например, содержит молекулы ¹H₂¹⁶O, ¹H²H¹⁶O, ²H₂¹⁶O, ¹H₂¹⁷O, ¹H²H¹⁷O, ²H₂¹⁷O, ¹H₂¹⁸O, ¹H²H¹⁸O и ²H₂¹⁸O.

В ядерной технике получают и используют вещества, состоящие из совершенно одинаковых молекул, например ²H₂¹⁶O или ¹H₂¹⁸O, но с такими веществами, а их называют изотопно-чистыми, химики имеют дело крайне редко. Обычно чистое молекулярное вещество содержит молекулы, разные по изотопному составу и, соответственно, по массе.

Как посчитать среднюю массу молекулы такого обычного вещества, например H₂O? Можно, конечно, посчитать массу молекулы каждого из изотопно-чистых веществ, экспериментально определить доли этих молекул в обычном веществе и, так же, как мы рассчитывали среднюю массу атома элемента в природной смеси изотопов, рассчитать среднюю массу молекулы. Но можно воспользоваться атомными массами элементов, ведь это уже средние массы, и в них учтены доли изотопов в природной смеси:

M_r(H₂O) = 2A_r(H) + A_r(O).

Здесь M_r(H₂O) – молекулярная масса воды.

Молекулярная масса вещества – средняя масса молекулы этого вещества, выраженная в дальтонах.

Молекулярная масса вещества рассчитывается по молекулярной формуле.

Как и для атомов, для молекул (например, молекул воды) справедливы соотношения

(H₂O) = M_r(H₂O) и m₀(¹H₂¹⁶O) = M_r(¹H₂¹⁶O).

Для характеристики немолекулярных веществ (а иногда и молекулярных) используется формульная масса.

Формульная масса вещества – средняя масса формульной единицы этого вещества, выраженная в дальтонах.

Формульная масса рассчитывается по простейшей формуле, но обозначается так же, как и молекулярная масса – M_r, а масса формульной единицы – так же, как и масса молекулы – .

Для простого немолекулярного вещества формульная масса равна атомной массе элемента, например: M_r(К) = А_r(К), М_r(Fe) = А_r(Fe).

Для международной системы единиц (СИ) дальтон – внесистемная единица (то есть его в системе нет), поэтому, измеряя атомную, формульную или молекулярную массу, приходится массу соответствующей структурной единицы (то есть атома, молекулы или формульной единицы) сравнивать не с дальтоном (как единицей измерений), а с ¹/₁₂ частью массы нуклида ¹²С. Получающаяся величина (отношение) – величина безразмерная, она называется " относительная атомная (молекулярная, формульная) масса" и численно равна атомной (молекулярной, формульной) массе, выраженной в дальтонах. В химии использовать относительные массы очень неудобно!