ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
1 МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА ВЕЩЕСТВА
1.1 Масса атомов. Молярная масса
С древнейших времен люди пытались понять, как устроены тела, которые их окружали. Историче-
ски существовали два подхода. Одни считали, что вещество непрерывно и не существует мельчайшей
частицы вещества. Другие, наоборот, предполагали существование мельчайших частиц вещества и от-
стаивали дискретность вещества. Эти мельчайшие частицы вещества древние греки назвали атомами.
Такое идейное противостояние окончательно разрешилось в XX веке в пользу сторонников атомной
структуры вещества. Атомы очень малы. Они недоступны наблюдению невооруженным глазом и не-
различимы с помощью оптического микроскопа. Однако их изображение можно наблюдать с помощью
ионного микроскопа.
Атом – наименьшая частица химического элемента, являющаяся носителем его свойств.
Все вещества по составу можно разделить на два класса: простые и сложные. Простые вещества со-
стоят из атомов одного и того же химического элемента. Сложные вещества состоят из атомов разных
химических элементов.
Строение атома напоминает структуру Солнечной системы. Вокруг ядра, находящегося в центре
атома, движутся электроны. Электроны – отрицательно заряженные частицы. Заряд электрона очень
мал. Его численное значение 1,6·10
–19
Кл. Ядро состоит из частиц двух типов: нейтронов и протонов. Их
массы очень близки, но нейтроны электрически нейтральны, тогда как протоны обладают электриче-
ским зарядом. Заряд протона положителен и численно точно равен заряду электрона. Число электронов
и протонов в атоме всегда равно. Поэтому атом в целом электрически нейтрален. Электроны удержива-
ются вблизи положительно заряженного ядра силами электромагнитного взаимодействия. Полный за-
ряд ядра равен Ze , где
Z
– число протонов в ядре, а
e
– заряд электрона.
Другой основной характеристикой атома является его масса. Она складывается из массы ядра и
суммарной массы электронов. Масса протона m
р
= 1,672623
–27
кг очень близка к массе нейтрона m
n
=
1,672623
–27
кг. Электрон в 1836 раз легче протона m
е
= 9,1093897
–31
кг и в 1839 раз легче нейтрона. По-
этому практически вся масса атома сосредоточена в его ядре. Протоны и нейтроны получили общее на-
звание – нуклоны. Массовое число
A
равно числу нуклонов в ядре атома, т.е. NZA += , где
Z
– число
протонов, а N – число нейтронов в ядре. Количество нейтронов в ядре оного и того же химического
элемента может быть разным.
Изотоп – разновидность одного и того же химического элемента, атом которого содержит оди-
наковое число протонов в ядре и разное число нейтронов.
В классической механике масса считается аддитивной величиной. Это означает, что масса целого
равна сумме масс его частей. В микромире это неверно. Например, суммарная масса 6 протонов, 6 ней-
тронов и 6 электронов, составляющих один из изотопов углерода, равна 2,009·10
–26
кг. Измерение пол-
ной массы атома дает другой результат 1,992648·10
–26
кг.
Массу микрочастиц принято измерять в атомных единицах массы (а.е.м.). Атомная единица массы –
это средняя масса нуклона в изотопе углерода, в котором содержится 12 нуклонов.
Атомная единица массы равна 121 массы атома углерода C
12
6
, т.е. 1 а.е.м. = 1,66·10
–27
кг.
Масса произвольного атома может быть выражена либо в атомных единицах массы, либо в кило-
граммах:
27
отнотн
1066,1а.е.м.
−
⋅⋅== MMm кг, (1.1.1)
где
отн
M – относительная атомная масса.
Относительная атомная масса – это число атомных единиц массы, содержащихся в массе атома.
Относительная атомная масса практически совпадает с числом нуклонов в его ядре, т.е. AM
≈
отн
.
Количество вещества характеризуется числом молекул этого вещества. Макроскопические тела со-
стоят из огромного числа частиц. Поэтому количество вещества удобно измерять в крупных единицах,
содержащих большое число частиц. Единицей количества вещества является один моль.
Моль – это количество вещества, масса которого, выраженная в граммах, численно равна отно-
сительной атомной массе.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- …
- следующая ›
- последняя »
