Малекула: маса малекулы. Памеры і маса малекул

Склад рэчываў складаны, хоць ўтвораны яны маленечкімі часціцамі - атамамі, малекуламі, іёнамі. Малекулярнае будынак маюць многія вадкасці і газы, а таксама некаторыя цвёрдыя цела. З атамаў і зараджаных іёнаў складаюцца металы, многія солі. Усе часціцы валодаюць масай, нават самая маленечкая малекула. Маса малекулы, калі выказаць яе ў кілаграмах, атрымлівае вельмі маленькае значэнне. Напрыклад, m (Н ₂ О) = 30 • 10 ^-27 кг. Такія важнейшыя характарыстыкі рэчывы, як маса і памеры мікрачасцін, здаўна вывучаюць фізікі і хімікі. Асновы былі закладзеныя ў працах Міхаіла Ламаносава і Джона Дальтона. Разгледзім, як змяніліся з тых часоў погляды на мікрасвет.

Прадстаўлення Ламаносава пра «корпускул»

Здагадка аб дыскрэтнай будове рэчыва выказвалі навукоўцы Старажытнай Грэцыі. Тады ж было дадзена назва «атам» драбнюткай непадзельнай частачцы тэл, «цаглінцы» светабудовы. Вялікі рускі даследчык М. В. Ламаносаў пісаў пра нікчэмна малой, непадзельнай фізічнымі спосабамі частачцы будовы рэчыва - корпускул. Пазней у працах іншых вучоных яна атрымала назву «малекула».

Маса малекулы, а таксама яе памеры, вызначаюцца ўласцівасцямі складнікаў яе атамаў. Доўгі час навукоўцам не ўдавалася зазірнуць углыб мікрасвету, што тармазіла развіццё хіміі і фізікі. Ламаносаў неаднаразова заклікаў калег вывучаць і ў сваёй працы абапірацца на дакладныя колькасныя дадзеныя - «меру і вага». Дзякуючы працам рускага хіміка і фізіка былі закладзены асновы вучэнні аб будове рэчыва, якія сталі складовай часткай стройнай атамна-малекулярнай тэорыі.

Атамы і малекулы - «цаглінкі светабудовы»

Нават мікраскапічна малыя целы складана ўладкованы, валодаюць рознымі ўласцівасцямі. Такія часціцы, як атамы, ўтвораны ядром і электроннымі пластамі, адрозніваюцца па колькасці станоўчых і адмоўных зарадаў, радыусе, масе. Атамы і малекулы існуюць у складзе рэчываў не ізалявана, яны прыцягваюцца з рознай сілай. Больш прыкметна дзеянне сіл прыцягнення ў цвёрдых целах, слабейшыя - у вадкасцях, амаль не адчуваюцца ў газападобных рэчывах.

Хімічныя рэакцыі не суправаджаюцца разбурэннем атамаў. Часцей за ўсё адбываецца іх перагрупоўка, узнікае іншая малекула. Маса малекулы залежыць ад таго, якімі атамамі яна ўтворана. Але пры ўсіх зменах атамы застаюцца хімічна непадзельнай. Але яны могуць увайсці ў склад розных малекул. Пры гэтым атамы захоўваюць ўласцівасці таго элемента, да якога адносяцца. Малекула да свайго распаду на атамы захоўвае ўсе прыкметы рэчывы.

Мікрачасціны будынкі тэл - малекула. маса малекулы

Для вымярэння масы макротел выкарыстоўваюцца прыборы, найстарэйшы з якіх - шалі. Вынік вымярэння зручна атрымліваць у кілаграмах, бо гэта асноўная адзінка міжнароднай сістэмы фізічных велічынь (СІ). Каб вызначыць масу малекулы ў кілаграмах, трэба скласці атамныя масы з улікам колькасці часціц. Для зручнасці была ўведзена спецыяльная адзінка масы - атамная. Можна запісаць яе ў выглядзе літарнага скарачэння (а.е.м.). Гэтая адзінка адпавядае адной дванаццатай часткі масы вугляроднага нуклідаў ¹² С.

Калі выказаць знойдзенае значэнне ў стандартных адзінках, то атрымліваем 1,66 • 10 ^-27 кг. Такімі малымі паказчыкамі для масы тэл аперуюць, у асноўным, фізікі. У артыкуле прыведзена табліца, з якой можна даведацца, чаму роўныя масы атамаў некаторых хімічных элементаў. Каб даведацца, чаму роўная маса адной малекулы вадароду ў кілаграмах, памножым на два прыведзеную ў табліцы атамную масу гэтага хімічнага элемента. У выніку атрымаем значэнне масы малекулы, якая складаецца з двух атамаў.

Адносная малекулярная маса

Цяжка апераваць ў разліках вельмі маленькімі велічынямі, гэта нязручна, прыводзіць да выдаткаў часу, да памылак. Што тычыцца масы мікрачасцін, то выхадам з цяжкай сітуацыі стала ўжыванне адносных велічынь. Звыклы для хімікаў тэрмін складаецца з двух слоў - «атамная маса», яго абазначэнне - Ar. Ідэнтычнае паняцце было ўведзена для малекулярнай масы (тое ж самае, што маса малекулы). Формула, якая злучае дзве велічыні: Mr = m (у мэты) / 1/12 m ⁽¹² C).

Нярэдка можна пачуць, што кажуць «малекулярны вага». Гэты састарэлы тэрмін яшчэ ўжываецца ў адносінах да масы малекулы, але ўсё радзей. Справа ў тым, што вага - гэта іншая фізічная велічыня - сіла, якая залежыць ад геаграфічных каардынатаў цела. Наадварот, маса служыць пастаяннай характарыстыкай часціц, якія ўдзельнічаюць у хімічных працэсах і перамяшчаюцца са звычайнай хуткасцю.

Як вызначыць масу малекулы

Дакладнае вызначэнне вагі малекулы праводзяць пры дапамозе прыбора - мас-спектрометра. Для вырашэння задач можна выкарыстоўваць звесткі з перыядычнай сістэмы. Да прыкладу, маса малекулы кіслароду роўная 16 • 2 = 32. Выканаем нескладаныя разлікі і знойдзем значэнне велічыні Mr (H ₂ O) - адноснай малекулярнай масы вады. Па табліцы Мендзялеева вызначым, што маса атама кіслароду - 16, вадароду - 1. Правядзем нескладаныя разлікі: _M r (H ₂ O) = 1 • 2 + 16 = 18, дзе _M r - малекулярная маса, H ₂ O - малекула вады, H - сімвал элемента вадароду, О - хімічны знак кіслароду.

масы ізатопаў

Хімічныя элементы ў прыродзе і тэхніцы існуюць у выглядзе некалькіх разнавіднасцяў атамаў - ізатопаў. Кожны з іх валодае індывідуальнай масай, яе велічыня не можа мець дробавую значэнне. Але атамная маса хімічнага элемента часцей за ўсё ўяўляе сабой лік з некалькімі знакамі пасля коскі. Пры падліках ўлічваецца распаўсюджанасць кожнай разнавіднасці ў зямной кары. Таму масы атамаў ў перыядычнай сістэме не заўсёды з'яўляюцца цэлымі лікамі. Выкарыстоўваючы такія велічыні для разлікаў, мы атрымліваем масы малекул, якія таксама не зьяўляюцца цэлымі лікамі. У некаторых выпадках дапускаецца акругленне значэнняў.

Малекулярная маса рэчываў немалекулярная будова

Большасць неарганічных рэчываў не мае малекулярнага будынкі. Металы складаюцца з атамаў, іёнаў і свабодных электронаў, солі - з катыёнаў і аніёнаў. Для рэчываў немалекулярная будова таксама падлічваюць масу умоўных малекул па брута-формуле, якая адлюстроўвае найпросты склад. Знойдзем значэнне Mr для рэчывы іённага будынкі - паваранай солі, формула якой NaCl. _M r = 23 + 35,5 = 55,5. Для некаторых відаў разлікаў патрабуецца малекулярная маса паветра - сумесі газаў. З улікам адсоткавага ўтрымання розных рэчываў у атмасферы малекулярная маса паветра роўная 29.

Памеры і маса малекул

На электронных мікрафатаграфіях буйных малекул можна разгледзець асобныя атамы, але яны настолькі малыя, што ў звычайны мікраскоп не бачныя. Лінейны памер часціцы любога рэчыва, як і маса, - гэта пастаянная характарыстыка. Дыяметр малекулы залежыць ад радыусаў ўтвараюць яго атамаў, іх узаемнага прыцягнення. Памеры часціц змяняюцца з павелічэннем колькасці пратонаў і энергетычных узроўняў. Атам вадароду - самы маленькі па памерах, яго радыус складае ўсяго 0,5 • 10 ^-8 гл. Атам ўрану ў тры разы больш атама вадароду. Сапраўдныя «волаты» мікрасвету - малекулы арганічных рэчываў. Так, лінейны памер адной з пратэінавых часціц роўны 44 • 10 ^-8 гл.

Падвядзем вынік: маса малекул - гэта сума мас атамаў, якія ўваходзяць у іх склад. Абсалютная значэнне ў кілаграмах можна атрымаць, памножыўшы значэнне малекулярнай масы, знойдзенае ў табліцы Мендзялеева, на велічыню 1,66 • 10 ^-27 кг.

Малекулы нікчэмна малыя ў параўнанні з макротелами. Напрыклад, па сваіх памерах малекула вады Н ₂ О саступае яблыку ў гэтулькі жа раз, у колькі разоў гэты фрукт менш нашай планеты.