Из каких вкладов складывается масса
Выбирай вещество. Длины цветных полос покажут вклад каждого элемента, а ниже появится полный расчёт.
Схематическая модель: размеры частиц и расстояния условны.
Масса молекулы складывается из масс атомов
Относительная молекулярная масса Mᵣ — отношение массы молекулы к атомной единице массы. Её вычисляют как сумму относительных атомных масс всех атомов, входящих в молекулу. Результат не имеет единицы измерения.
Формула вещества сообщает, какие слагаемые и сколько раз нужно взять. Для воды два атома H дают 2 · 1, один атом O — 16. Итого Mᵣ(H₂O) = 18. Это масса одной молекулы относительно 1 u, а не масса стакана воды.
Водород
2 · Aᵣ(H) = 2 · 1 = 2
Кислород
1 · Aᵣ(O) = 16
Сумма
Mᵣ(H₂O) = 2 + 16 = 18
Mᵣ получают сложением относительных масс всех атомов молекулы. У этой величины нет единицы измерения.
Индексы задают число слагаемых
В CO₂ вклад углерода равен 12, кислорода — 2 · 16 = 32. Общая относительная масса равна 44. В H₂SO₄ нужно учесть два атома H, один S и четыре O: 2 + 32 + 64 = 98.
Полезно разделять расчёт на вклады элементов: так сразу видно забытый индекс. Большой индекс не всегда означает самый большой вклад — масса атома тоже важна. В воде кислород даёт 16 из 18 относительных единиц, хотя атомов водорода вдвое больше.
| Вещество | Вклады элементов | Сумма |
|---|---|---|
| H₂O | 2 + 16 | 18 |
| CO₂ | 12 + 32 | 44 |
| H₂SO₄ | 2 + 32 + 64 | 98 |
Индекс умножает относительную массу соответствующего атома. Вклад элемента зависит и от массы атома, и от количества атомов.
Модель молекулы воды H₂O
В модели молекулы воды два атома H соединены с одним O; цвета и размеры условны.
Ben Mills · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
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
Скобки: сначала одна группа, потом все
В Al₂(SO₄)₃ сначала находят массу группы SO₄: 32 + 4 · 16 = 96. Таких групп три, их общий вклад — 288. Два атома Al добавляют 2 · 27 = 54; итог — 342.
Для немолекулярных веществ этот расчёт называют расчётом относительной формульной массы: отдельной молекулы соли в кристалле нет. Правило сложения сохраняется. В Ca(OH)₂ вклад двух групп OH равен 2 · (16 + 1) = 34, а общий результат 40 + 34 = 74.
Одна группа
SO₄: 32 + 4 · 16 = 96
Три группы
3 · 96 = 288
Металл
2 Al: 2 · 27 = 54
Всё соединение
288 + 54 = 342
Индекс за скобками умножает массу всей группы. Для немолекулярных соединений говорят о формульной массе.
Что можно узнать из Mᵣ
Отношение Mᵣ двух молекул показывает, во сколько раз различаются их массы. Молекула CO₂ тяжелее молекулы H₂ примерно в 44 : 2 = 22 раза. Для сравнения одинакового числа молекул используют то же отношение.
Реальная масса одной молекулы приблизительно равна Mᵣ · 1,66 · 10⁻²⁷ кг. Для воды получается около 2,99 · 10⁻²⁶ кг. Коэффициент перед формулой не меняет Mᵣ самого вещества: 3H₂O означает три молекулы воды, у каждой из которых Mᵣ = 18.
Сравнение молекул
Mᵣ(CO₂) / Mᵣ(H₂) = 44 / 2 = 22
Масса одной молекулы
m(H₂O) ≈ 18 · 1,66 · 10⁻²⁷ кг
Mᵣ позволяет сравнивать массы молекул и оценивать их массу в килограммах. Коэффициент меняет число молекул, но не массу одной молекулы.
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», § 8. Материал переработан для объяснения; источник: 7 класс. Химия — § 08. Относительная молекулярная масса.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