Сравним массы атомов
Выбирай элемент. Полоса покажет массу одного атома относительно одной атомной единицы массы.
Схематическая модель: размеры частиц и расстояния условны.
Зачем вводят относительную массу
Масса отдельного атома чрезвычайно мала. Запись в килограммах требует длинной десятичной дроби или степени десяти. Для сравнения атомов удобнее общая маленькая единица — атомная единица массы, обозначаемая u.
За 1 u принята одна двенадцатая массы атома углерода-12. Она приблизительно равна 1,66 · 10⁻²⁷ кг. Это выбранный эталон: с ним сопоставляют массы атомов любых элементов. Подобно тому как длину сравнивают с метром, массу атома можно сравнить с этой единицей.
Эталон
1 u = 1/12 массы атома углерода-12
В килограммах
1 u ≈ 1,66 · 10⁻²⁷ кг
Сравнение
Масса атома / выбранная единица
Атомная единица массы связана с атомом углерода-12. Она позволяет удобно сравнивать очень маленькие массы.
Что показывает Aᵣ
Относительная атомная масса Aᵣ показывает отношение массы атома к атомной единице массы. Например, Aᵣ(O) ≈ 16 означает, что масса атома кислорода примерно в 16 раз больше 1 u. Это не число атомов и не масса в граммах.
Aᵣ — отношение двух масс, поэтому единицы сокращаются. В школьных расчётах используют округлённые табличные значения. Если в условии задачи даны точные значения, берут именно их; лишнее округление может изменить ответ.
| Элемент | Округлённая Aᵣ | Смысл |
|---|---|---|
| H | 1 | Масса атома около 1 u |
| C | 12 | Около 12 u |
| O | 16 | Около 16 u |
| S | 32 | Около 32 u |
| Fe | 56 | Около 56 u |
Относительная атомная масса не имеет единицы измерения. Её значение берут из периодической системы или условия задачи.
Периодическая система химических элементов
В периодической системе находят символы элементов и значения относительных атомных масс.
Cepheus · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Модель молекулы водорода H₂
Простое вещество водород состоит из двухатомных молекул H₂.
Hoa112008 · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Как сравнивать два атома
Чтобы узнать, во сколько раз один атом тяжелее другого, делят большую относительную массу на меньшую. Сера и кислород дают отношение 32 : 16 = 2. Для кислорода и водорода отношение приблизительно равно 16 : 1 = 16.
В таком сравнении речь идёт об отдельных атомах. Нельзя автоматически переносить его на молекулы: молекула H₂ состоит из двух атомов, а молекула O₂ — тоже из двух. Для сравнения порций вещества нужно знать не только вид атомов, но и их количество.
Выбери объекты
Один атом S и один атом O
Найди значения
Aᵣ(S) = 32; Aᵣ(O) = 16
Раздели
32 / 16 = 2
Прочитай результат
Атом S примерно вдвое тяжелее атома O
Массы двух атомов сравнивают делением их Aᵣ. Сначала нужно убедиться, что сравниваются одинаковые типы объектов.
От относительной массы к реальной
Если известна относительная масса, можно оценить массу одного атома в килограммах: m = Aᵣ · 1 u. Для кислорода получается 16 · 1,66 · 10⁻²⁷ ≈ 2,66 · 10⁻²⁶ кг. Здесь единица измерения нужна, потому что найдена сама масса, а не отношение.
Масса нескольких одинаковых атомов пропорциональна их числу: десять атомов кислорода имеют суммарную массу в десять раз больше одного. Табличные Aᵣ многих элементов не целые: в природе встречаются разновидности атомов одного элемента с разными массами — изотопы.
Относительная величина
Aᵣ(O) ≈ 16. Единицы нет; это результат сравнения.
Масса частицы
m(O) ≈ 2,66 · 10⁻²⁶ кг. Есть единица массы.
Реальную массу атома получают умножением Aᵣ на 1 u. Масса нескольких одинаковых атомов равна сумме их масс.
Шесть выводов
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 7 класс», § 4. Материал переработан для объяснения; источник: 7 класс. Химия — § 04. Относительная атомная масса химических.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах