Molekula: hmotnost molekuly. Rozměry a hmotnost molekul

Složení látek je složité, přestože jsou tvořeny drobnými částicemi - atomy, molekuly, ionty. Molekulární struktura má mnoho kapalin a plynů, stejně jako některé pevné těleso. Z atomů a nabitých iontů se skládají z kovů, z mnoha solí. Všechny částice mají hmotnost, dokonce i nejmenší molekulu. Hmotnost molekuly, vyjádřená v kilogramech, je velmi malá. Například m (H ₂ O) = 30 • 10 ^-27 kg. Takové důležité vlastnosti hmoty, jako je hmotnost a velikost mikročástic, již dlouho studovali fyzici a chemici. Základy byly položeny v dílech Michaila Lomonosova a Johna Daltona. Zvažme, jak se názory na mikrokosmu od té doby změnily.

Názory Lomonosova na "korpusy"

Předpoklad o diskrétní struktuře hmoty vyjádřili vědci starověkého Řecka. Zároveň bylo dáno jméno "atom" nejmenší nedělitelné části těla, "cihla" vesmíru. Velký ruský průzkumník, MV Lomonosov, psal o nekonečné částice struktury hmoty - tělesa, nedělitelnou fyzikálními metodami. Později, v díle jiných vědců, se nazývala "molekula".

Hmotnost molekuly, stejně jako její rozměry, jsou určovány vlastnostmi jejích atomů. Vědci se již dlouhou dobu nedokázali dívat do hloubky mikrokosmu, který brzdí rozvoj chemie a fyziky. Lomonosov opakovaně vyzval své kolegy ke studiu a ve své práci spoléhat na přesné kvantitativní údaje - "míru a váhu". Díky práci ruského chemiku a fyziků byly položeny základy teorie struktury hmoty, která se stala nedílnou součástí harmonické atomové molekulární teorie.

Atomy a molekuly jsou "cihly vesmíru"

Dokonce i mikroskopicky malá těla jsou složitá, mají různé vlastnosti. Takové částice, jako atomy, jsou tvořeny jádrovými a elektronovými vrstvami, liší se v počtu kladných a záporných nábojů, poloměru, hmotnosti. Atomy a molekuly existují ve složení látek, které nejsou izolovány, jsou přitahovány různými silnými stránkami. Zřetelnější účinek síly přitažlivosti pevných látek, které jsou slabší v kapalinách, se v plynných látkách téměř necítí.

Chemické reakce nejsou doprovázeny ničením atomů. Nejčastěji dochází k jejich přeskupení, objeví se další molekula. Hmotnost molekuly závisí na tom, z jakých atomů se tvoří. Ale u všech změn zůstávají atomy chemicky nedělitelné. Mohou však vstoupit do složení různých molekul. V tomto případě si atomy zachovávají vlastnosti prvku, ke kterému patří. Molekula uchovává všechny znaky hmoty před rozpadem na atomy.

Mikročástice struktury těl je molekula. Hmotnost molekuly

Používají se přístroje pro měření makrobotové hmotnosti, nejstarší je rovnováha. Výsledek měření se obvykle získává v kilogramech, protože se jedná o základní jednotku mezinárodního systému fyzikálních veličin (SI). K určení hmotnosti molekuly v kilogramech je nutné přidat atomovou hmotnost s přihlédnutím k počtu částic. Pro pohodlí byla představena speciální jednotka hmoty, atomová. Můžete jej napsat ve formě písmena zkratky (amum). Tato jednotka odpovídá jedné dvanácté části hmotnosti uhlíkového nuklidu ¹² C.

Pokud zjistíme hodnotu nalezenou v standardních jednotkách, získáme 1,66 × 10 ^-27 kg. Takové malé ukazatele pro množství těles jsou provozovány hlavně fyziky. Článek obsahuje tabulku, ze které je možné zjistit, jaké hmoty atomů některých chemických prvků jsou stejné. Chcete-li zjistit, jaký je hmotnost jedné molekuly vodíku v kilogramech, vynásobte dvěma atomovými hmotami tohoto chemického prvku uvedenými v tabulce. V důsledku toho získáme hodnotu hmotnosti molekuly sestávající z dvou atomů.

Relativní molekulová hmotnost

Je obtížné pracovat ve výpočtech s velmi malými hodnotami, je nepohodlné, vede k časovým nákladům, chybám. Pokud jde o hmotnost mikročástic, použití relativních hodnot se stalo východiskem z obtížné situace . Termín známý pro chemisty sestává ze dvou slov - "atomová hmotnost", jeho označení je Ar. Stejný koncept byl zaveden pro molekulovou hmotnost (stejný jako hmotnost molekuly). Vzorec spojující dvě množství: Mr = m (in-va) / 1/12 m ( ¹² C).

Často je možné slyšet, co říká "molekulová hmotnost". Tento zastaralý termín je stále používán ve vztahu k hmotnosti molekuly, ale méně často. Faktem je, že váha je další fyzikální veličina - síla, která závisí na zeměpisných souřadnicích těla. Naopak, hmota slouží jako konstantní charakteristika částic, které se účastní chemických procesů a pohybují se normální rychlostí.

Jak zjistit hmotnost molekuly

Přesné stanovení hmotnosti molekuly se provádí pomocí přístroje-hmotnostního spektrometru. Chcete-li vyřešit problémy, můžete použít informace z pravidelného systému. Například hmotnost molekuly kyslíku je 16 • 2 = 32. Vykonáváme jednoduché výpočty a najdeme hodnotu Mr (H ₂ O) - relativní molekulovou hmotnost vody. Podle Mendelejevovy tabulky zjistíme, že hmotnost atomu kyslíku je 16, vodík je 1. Proveďte jednoduché výpočty: M _r (H ₂ O) = 1 • 2 + 16 = 18, kde M _r je molekulová hmotnost, H ₂ O je molekula vody, H je symbol vodíkového prvku a O je chemický znak kyslíku.

Hmotnosti izotopů

Chemické prvky v přírodě a technologii existují ve formě několika typů atomů - izotopů. Každá z nich má individuální hmotnost, její velikost nemůže mít zlomkovou hodnotu. Ale atomová hmotnost chemického prvku je často číslo s několika znaky za desetinnou čárkou. Počítání zohledňuje prevalenci každého druhu v zemské kůře. Proto masy atomů v periodickém systému nejsou vždy celá čísla. Použitím těchto hodnot pro výpočty získáváme množství molekul, které nejsou také celá čísla. V některých případech je povoleno zaokrouhlování hodnot.

Molekulární hmotnost látek s molekulární strukturou

Většina anorganických látek nemá molekulární strukturu. Kovy se skládají z atomů, iontů a volných elektronů, solí z kationtů a aniontů. Pro látky nemolekulární struktury se hmotnost kondiciovaných molekul také počítá podle hrubého vzorce, které odráží nejjednodušší složení. Najděme hodnotu pána pro látku iontové struktury, chlorid sodný, jehož vzorec je NaCl. M _r = 23 + 35,5 = 55,5. U některých typů výpočtů je nutná molekulová hmotnost vzduchu - směs plynů. Při zohlednění procentního obsahu různých látek v atmosféře je molekulová hmotnost vzduchu 29.

Rozměry a hmotnost molekul

Na elektronových mikrofotografech velkých molekul mohou být zvažovány jednotlivé atomy, ale jsou tak malé, že nejsou viditelné v běžném mikroskopu. Lineární velikost částice jakékoli látky, jako je hmotnost, je konstantní charakteristika. Průměr molekuly závisí na poloměru atomů, které ji tvoří, na jejich vzájemné přitažlivosti. Velikost částic se mění se zvyšujícím se počtem protonů a úrovní energie. Atom vodíku je nejmenší, jeho poloměr je pouze 0,5 × ^10-8 cm. Atom uranu je třikrát větší než atom vodíku. Skutečnými "giganty" mikrosvěta jsou molekuly organických látek. Takže lineární velikost jedné z proteinových částic je 44 × ^10-8 cm.

Shrňme: hmotnost molekul je součtem hmotností atomů, které tvoří jejich složení. Absolutní hodnota v kilogramech lze získat vynásobením hodnoty molekulové hmotnosti zjištěné v periodické tabulce o 1,66 × 10 ^-27 kg.

Molekuly jsou ve srovnání s makrobodinami zanedbatelně malé. Například podle její velikosti molekula vody H2O vede k jablku ve stejném množství, kolikrát je toto ovoce menší než naše planeta.