Вещества молекулярного строения. Масса молекул

Напомним, что основной структурной единицей веществ молекулярного строения является молекула.

В настоящее время в литературе можно встретить следующее определение:

Молекула – наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами.

Отметим, что данное определение весьма сомнительно, кроме того, оно было сформулировано ещё в 1860 году Канницаро.

Причины следующие: молекула не может рассматриваться как наименьшая частица, существуют вещества атомного строения; молекулу весьма затруднительно определить носителем химических свойств вещества, свойства обусловлены не единичной частицей, а их совокупностью, характером их взаимодействия; более того, в некоторых случаях, даже существование отдельных атомов в составе вещества вызывает сомнение (пример тому, обычная жидкая вода, которая представляет из себя континуальное распределение электронной плотности, с вкраплёнными в неё ядрами атомов водорода и кислорода).

Ввиду сказанного выше, целесообразнее на наш взгляд, пользоваться следующим определением:

Молекула – электронейтральная частица вещества, представляющая собой замкнутую совокупность конечного числа атомов, связанных между собой силами ковалентной связи и образующих определённую структуру.

Более общее понятие применимое для веществ молекулярного и немолекулярного строения – формульная единица.

Формульная единица – это реально существующая или условная молекула, ион, радикал, а также любая другая частица вещества или определенная группа частиц.

Одной из характеристик молекулы или формульной единицы, так же как и атома является её масса. Масса молекулы (формульной единицы) численно равна сумме масс входящих в её состав атомов. Введём рад важных величин.

Абсолютная масса молекулы – масса молекулы, выраженная в кг.

m_a(A_xB_y) = x∙m_a(A) + y∙m_a(B)

, где m_a(A_xB_y) – абсолютная масса молекулы состава A_xB_y

m_a(A) – средняя абсолютная масса атома элемента А

m_a(B) – средняя абсолютная масса атома элемента В

Пример:

Вычислить абсолютную массу молекулы воды H₂O.

Дано:

m_a(H) = 1,66∙10^-27 (кг)

m_a(H) = 2,66∙10^-26 (кг)

Найти:

m_a(H₂O) -?

Решение:

m_a(H₂O) = 2∙ m_a(H) + m_a(О) = 2,992∙10^-23 (г)

Ответ: 2,992∙10^-23 (г)

Масса отдельной молекулы, так же как и масса атома может быть выражена не только в абсолютной, но и относительной величине. Эталон в этом случае тот же самый – 1/12 часть массы нуклида ¹²С.

Относительная молекулярная масса – безразмерная величина, равная отношению средней массы молекулы или формульной единицы, содержащей элементы в их природном изотопном составе, к 1/12 массы атома углерода ¹²С, иначе – это величина, показывающая во сколько раз средняя масса молекулы или формульной единицы, найденная с учетом среднего природного изотопного состава элементов в ее составе, больше 1/12 массы атома углерода ¹²С

К примеру, запишем математическое выражение для вычисления относительной молекулярной массы молекулы состава А_хВ_y:

M_r(А_хВ_y) = m_a(А_хВ_y) / 1/12 m_a(¹²C)

Пример:

Рассчитайте относительную молекулярную массу воды, если абсолютная масса её молекулы равна 2,992∙10^-23 (г).

Дано:

m_a(H₂O) = 2,992∙10^-23 (г)

Найти:

M_r(Н₂О) -?

Решение:

M_r(Н₂О) = m_a(H₂O) / 1/12 m_a(¹²C) = 2,992∙10^{-23 г / 1,66∙10-24 г ≈ 18}

Ответ: M_r(Н₂О) = 18

Зная значения относительных атомных масс элементов, входящих в состав молекулы также можно рассчитать величину относительной молекулярной массы.
M_r(А_хВ_y) = x∙A_r(A) + y∙A_r(B)

Иными словами, относительная молекулярная масса численно равна сумме относительных атомных масс входящих в состав молекулы элементов, с учётом количества их атомов.

M_r = ∑ x∙A_r, где n - число атомов

Пример:

M_r(H₂O) = 2∙A_r(H) + A_r(O) = 2∙1 + 16 = 18

Поиск по сайту: