Главная >> Физика. 10 класс. Базовый уровень. Пурышева

Глава 4. Основы молекулярно-кинетической теории строения вещества

Атомы и молекулы, их характеристики

Атомы всех химических элементов имеют размеры одного порядка (10_-10 м). Простейшие молекулы, состоящие из нескольких атомов, имеют размеры, сравнимые с размерами атома, — порядка 10_-10 м. Размеры молекул органических соединений 10_-9 м, а крупные молекулы белковых соединений достигают размеров 10_-8—10_-7 м. Наибольшие размеры имеет молекула дизоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) клеток млекопитающих. Так, у человека вытянутая молекула ДНК (рис. 59) имеет размеры порядка 1,5—3,2 см.

Для того чтобы представить, насколько малы молекулы, предположим, что размеры всех тел увеличили в 10₆ раз. Тогда молекула станет видна, т. е. она будет иметь диаметр 0,1 мм, песчинка превратится в стометровую скалу, а средний рост человека будет равен 1700 км.

Масса молекул

4. Как вы уже знаете, масса молекул очень мала. Например, масса молекулы кислорода составляет 5,3 • 10^-26 кг, молекулы водорода — 3,3 • 10^-27 кг.

При расчётах часто пользуются понятием относительной молекулярной массы. Из курса химии вам известно, что

относительной молекулярной массой вещества Мr называют величину, равную отношению массы молекулы m0 данного вещества к 1/12 массы атома углерода mос.

Количество вещества

5. При сравнении масс тел, состоящих из веществ, химический состав которых одинаков, вывод об их соотношении можно сделать на основании сравнения числа содержащихся в них молекул или атомов. Действительно, если масса одного железного тела в 10 раз больше массы другого железного тела, то это значит, что в первом теле содержится в 10 раз больше атомов железа, чем во втором. Если сравнивать массы тел, состоящих из разных веществ, то по значениям их массы сделать вывод о соотношении числа молекул уже нельзя, поскольку масса молекул и атомов различных веществ неодинакова. В частности, 1 кг свинца и 1 кг железа содержат разное число атомов.

Возникает необходимость введения величины, позволяющей характеризовать массу тел, состоящих из разных веществ, по числу содержащихся в них молекул. Такой физической величиной является количество вещества.

Количеством вещества ν называют величину, равную отношению числа молекул или атомов N в данном теле к числу NA атомов в 0,012 кг углерода.

Зная количество вещества и число молекул в 0,012 кг углерода, можно определить число молекул в теле. Единицей количества вещества является моль.

Один моль — количество вещества, содержащее столько молекул (атомов), сколько атомов содержится в 0,012 кг углерода

Если взять алюминий количеством вещества 3 моль, то это означает, что число молекул в данном количестве вещества в 3 раза больше, чем в 0,012 кг углерода.

Молярная масса

6. Для характеристики массы молекул вводят понятие молярной массы.

Молярной массой называют массу количества вещества 1 моль.

Молярную массу находят, умножая относительную молекулярную массу М_r на 10^-3 кг/моль:

М = М_r • 10^-3.

Например, молярная масса воды Н₂O равна 18 • 10^-3 кг/моль, поскольку её относительная молекулярная масса равна 1 • 2 + 16 = 18. Зная молярную массу М вещества и количество вещества ν, можно определить массу m вещества:

m = Mν.

<<< К началу      Окончание >>>