Molecule: de massa van het molecuul. Afmetingen en massa van moleculen

De samenstelling van de stoffen is complex, hoewel ze gevormd worden door kleine deeltjes - atomen, moleculen, ionen. Moleculaire structuur heeft veel vloeistoffen en gassen, evenals een aantal vaste lichamen. Van de atomen en geladen ionen bestaan uit metalen, veel zouten. Alle deeltjes hebben een massa, zelfs de kleinste molecule. De massa van het molecuul, indien uitgedrukt in kilogram, is zeer klein. Bijvoorbeeld, m (H20) = 30 • ^10-27 kg. Zulke belangrijke kenmerken van materie als massa en grootte van microdeeltjes zijn al lang door fysici en chemici bestudeerd. De grondslagen werden gelegd in de geschriften van Mikhail Lomonosov en John Dalton. Laten we nadenken hoe de standpunten over de microkosmos sindsdien zijn veranderd.

Lomonosov's opvattingen over "lichaamsdelen"

De aanname van de discrete structuur van materie werd uitgedrukt door geleerden uit het oude Griekenland. Tegelijkertijd werd de naam "atoom" van het kleinste ondeelbare deeltje van lichamen, de "steen" van het universum, gegeven. De grote Russische ontdekkingsreiziger, MV Lomonosov, schreef over een oneindig klein deeltje van de structuur van materie - het lichaam, ondeelbaar door fysieke methoden. Later werd in het werk van andere wetenschappers het 'molecuul' genoemd.

De massa van een molecuul, evenals zijn afmetingen, worden bepaald door de eigenschappen van de constituerende atomen ervan. Gedurende lange tijd hebben wetenschappers zich niet diep in de microkosmos kunnen zien, wat de ontwikkeling van chemie en natuurkunde belemmerde. Lomonosov heeft herhaaldelijk collega's aangespoord om te studeren en in hun werk te vertrouwen op nauwkeurige kwantitatieve gegevens - 'maat en gewicht'. Dankzij het werk van de Russische chemicus en fysicus werden de fundamenten van de theorie van de structuur van materie gelegd, die een integraal onderdeel van de harmonieuze atoom-moleculaire theorie werd.

Atomen en moleculen zijn de 'stenen van het universum'

Zelfs microscopisch kleine lichamen zijn complex, hebben verschillende eigenschappen. Dergelijke deeltjes, zoals atomen, worden gevormd door de kern- en elektronenlagen, verschillen in het aantal positieve en negatieve ladingen, straal, massa. Atomen en moleculen bestaan in de samenstelling van stoffen die niet in isolatie zijn, ze worden aangetrokken met verschillende sterke punten. Meer merkbaar effect van de aantrekkelijkheidskrachten in vaste stoffen, zwakker in vloeistoffen, worden bijna niet gevoeld in gasvormige stoffen.

Chemische reacties worden niet gepaard gegaan met de vernietiging van atomen. Meestal gebeurt hun herschikking, een ander molecuul verschijnt. De massa van een molecuul hangt af van welke atomen het wordt gevormd door. Maar voor alle veranderingen blijven de atomen chemisch ondeelbaar. Maar ze kunnen de samenstelling van verschillende moleculen binnengaan. In dit geval behouden atomen de eigenschappen van het element waaraan ze behoren. Het molecuul behoudt alle tekens van materie voor het breken in atomen.

Het micropartikel van de structuur van lichamen is een molecuul. Molecule gewicht

Instrumenten voor het meten van macrobot massa worden gebruikt, waarvan de oudste een evenwicht is. Het meetresultaat wordt gemakkelijk verkregen in kilogram, omdat dit de basis eenheid van het internationale systeem van fysieke hoeveelheden (SI) is. Om de massa van een molecuul in kilogram te bepalen, is het nodig om de atoommassa's toe te voegen met inachtneming van het aantal deeltjes. Voor het gemak werd een speciale eenheid van massa, atoom, geïntroduceerd. U kunt het in de vorm van een briefafkorting (amum) schrijven. Deze eenheid komt overeen met een twaalfde deel van de massa van het koolstofnuclide 12C.

Als we de waarde vinden die in standaard eenheden gevonden wordt, krijgen we 1,66 × 10 ^-27 kg. Dergelijke kleine indicatoren voor de massa lichamen worden hoofdzakelijk door fysici uitgevoerd. Het artikel bevat een tabel waaruit men kan uitzoeken wat de massa's van atomen van sommige chemische elementen gelijk zijn. Om uit te vinden wat de massa van één molecuul waterstof in kilogram gelijk is, vermenigvuldigen met twee atomaire massa's van dit chemische element dat in de tabel staat. Als gevolg hiervan krijgen we de waarde van de massa van een molecuul bestaande uit twee atomen.

Relatief molecuulgewicht

Het is moeilijk om in zeer lage waarden te werken, het is ongemakkelijk, leidt tot tijdskosten, fouten. Wat de massa van microdeeltjes betreft, is het gebruik van relatieve waarden de weg uit de moeilijke situatie . De term bekend aan chemici bestaat uit twee woorden - 'atoommassa', zijn aanduiding is Ar. Een identiek concept werd ingevoerd voor de moleculaire massa (hetzelfde als de massa van het molecuul). De formule die de twee hoeveelheden verbindt: Mr = m (in-va) / 1/12 m ( ¹² C).

Het is vaak mogelijk om te horen wat het "molecuulgewicht" zegt. Deze verouderde term wordt nog steeds gebruikt in relatie tot de massa van het molecuul, maar minder vaak. Het feit is dat gewicht een andere fysieke hoeveelheid is - een kracht die afhankelijk is van de geografische coördinaten van het lichaam. Integendeel, de massa dient als een constante kenmerk van deeltjes die deelnemen aan chemische processen en verplaatsen met normale snelheid.

Hoe de massa van een molecuul bepalen

De exacte bepaling van het gewicht van het molecuul wordt uitgevoerd met behulp van een instrument-massaspectrometer. Om problemen op te lossen, kunt u informatie uit het periodieke systeem gebruiken. De massa van het zuurstofmolecuul is bijvoorbeeld 16 • 2 = 32. We voeren eenvoudige berekeningen uit en vinden de waarde van Mr (H ₂ O) - het relatieve molecuulgewicht van water. Volgens Mendeleyev's tabel bepalen we dat de massa van het zuurstofatoom 16 is, de waterstof is 1. Laten we eenvoudige berekeningen uitvoeren: _Mr (H ₂ O) = 1 • 2 + 16 = 18, waar M _r het molecuulgewicht is, H ₂ O is het watermolecuul, H is het symbool van het waterstofelement, en O is het chemische teken van zuurstof.

Gewichten van isotopen

Chemische elementen in de natuur en technologie bestaan in de vorm van verschillende soorten atomen - isotopen. Elk van hen heeft een individuele massa, de grootte ervan kan geen fractiewaarde hebben. Maar de atoommassa van een chemisch element is meestal een getal met meerdere tekens na de decimale punt. Tellen houdt rekening met de prevalentie van elke soort in de aardkorst. Daarom zijn de massa's van atomen in een periodiek systeem niet altijd gehele getallen. Met behulp van dergelijke waarden voor berekeningen krijgen we massa's van moleculen die ook geen gehele getallen zijn. In sommige gevallen is het afronden van waarden toegestaan.

Moleculaire massa van stoffen van een niet-moleculaire structuur

De meeste anorganische stoffen hebben geen moleculaire structuur. Metalen bestaan uit atomen, ionen en vrije elektronen, zouten uit kationen en anionen. Voor stoffen met een niet-moleculaire structuur wordt ook de massa van de geconditioneerde moleculen geteld volgens de bruto formule, die de eenvoudigste samenstelling weerspiegelt. Laten we de waarde van de heer vinden voor de stof van de ionische structuur, natriumchloride, waarvan de formule NaCl is. M _r = 23 + 35,5 = 55,5. Voor sommige soorten berekeningen is de molecuulmassa van de lucht - het mengsel van gassen - nodig. Rekening houdend met het percentage gehalte van verschillende stoffen in de atmosfeer is het molecuulgewicht van de lucht 29.

Afmetingen en massa van moleculen

Op elektronenmikrografieken van grote moleculen kunnen individuele atomen overwogen worden, maar ze zijn zo klein dat ze niet zichtbaar zijn in een gewone microscoop. De lineaire grootte van een deeltje van elke stof, zoals de massa, is een constante karakteristiek. De diameter van een molecuul hangt af van de straal van de atomen die het vormen, hun wederzijdse aantrekkingskracht. De deeltjesgrootte verandert met een toenemend aantal protonen en energieniveaus. Het waterstofatoom is de kleinste in grootte, de straal is slechts 0,5 × ^10,8 cm. Het uraniumatoom is drie keer groter dan het waterstofatoom. De echte "reuzen" van de microworld zijn moleculen organische stoffen. Zo is de lineaire grootte van een van de eiwitdeeltjes 44 × ^10-8 cm.

Laten we samenvatten: de massa van moleculen is de som van de massa's van de atomen die hun samenstelling vormen. De absolute waarde in kilogram kan verkregen worden door de waarde van de molecuulmassa in de periodieke tabel te vermenigvuldigen met 1,66 × ^10-27 kg.

Molecules zijn verwaarloosbaar in vergelijking met macro-lichamen. Zo geeft het watermolecuul H ₂ O, in termen van zijn grootte, in dezelfde hoeveelheid aan de appel, hoeveel keer is dit fruit minder dan onze planeet.