ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКА
Химия · 7 класс · § 8
Открываем, наблюдаем, объясняем

§ 8. Относительная молекулярная масса

Как вычислить массу молекулы, зная только её формулу?

Обучающая модель4 смысловых раздела10 вопросов
Главный вопрос

Как вычислить массу молекулы, зная только её формулу?

Исследуем вместе

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.

01

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.

02

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.

ВеществоВклады элементовСумма
H₂O2 + 1618
CO₂12 + 3244
H₂SO₄2 + 32 + 6498

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.

Периодическая система химических элементов

В периодической системе находят символы элементов и значения относительных атомных масс.

Cepheus · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

03

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.

04

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.

Соберём главное

Шесть выводов

01Mᵣ получают сложением относительных масс всех атомов молекулы. У этой величины нет единицы измерения.
02Индекс умножает относительную массу соответствующего атома. Вклад элемента зависит и от массы атома, и от количества атомов.
03Индекс за скобками умножает массу всей группы. Для немолекулярных соединений говорят о формульной массе.
04Mᵣ позволяет сравнивать массы молекул и оценивать их массу в килограммах. Коэффициент меняет число молекул, но не массу одной молекулы.
05Большое число атомов не всегда даёт основной вклад в массу. В воде один атом O тяжелее двух атомов H вместе.
06В расчёте сначала учитывают состав одной частицы или формульной единицы. Количество таких частиц рассматривают отдельно.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
1. Как вычисляют Mᵣ молекулы?
2. Чему равна Mᵣ(H₂O) при Aᵣ(H)=1 и Aᵣ(O)=16?
3. Чему равна Mᵣ(CO₂) при Aᵣ(C)=12?
4. Каков вклад кислорода в Mᵣ(H₂SO₄)?
5. Чему равна масса группы SO₄ в относительных единицах?
6. Чему равна относительная формульная масса Al₂(SO₄)₃?
7. Во сколько раз молекула CO₂ тяжелее H₂ при Mᵣ 44 и 2?
8. Что происходит с Mᵣ воды в записи 3H₂O?
9. Какую единицу имеет Mᵣ?
10. Почему для кристаллической соли говорят о формульной массе?

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
↑

Загрузка прогресса…