Продолжение

Структурные формулы молекул чаще всего используются в органической химии, когда есть необходимость показать механизм химической реакции, т.е. показать какие именно химические связи разрываются, и какие образуются на их месте.

Для того, чтобы показать как молекулы выглядят в пространстве используют шаростержневые модели молекул. Так, шаростержневая модель молекулы воды выглядит следующим образом:

А молекула уксусной кислоты так:

Измерение вещества

Относительная атомная и молекулярная масса

Как и любые другие частицы микромира, атомы и молекулы имеют массы, и соответственно эти массы можно принять в расчет.

Массы ато­мов и молекул, из которых построены вещества, чрезвычай­но малы. Однако современные методы исследования позво­ляют определять их с большой точностью. Так, масса атома углерода (¹²С) равна 1,993·10^-26 кг, масса атома кислорода (¹⁶О) равна

2,667·10^-26 кг, а масса самого легкого атома — водорода(¹Н) равна 1,674·10^-27 кг.

Выражать значения масс атомов с помощью общеприня­тых единиц массы — килограммов, граммов или даже мил­лиграммов — неудобно ввиду очень малых значений. Поэто­му в химии традиционно используют не абсолютные, а отно­сительные значения масс.

Дж. Дальтон, основоположник атомно-молекулярного учения, предложил водородную таблицу относительных атомных масс элементов, в которой были приведены их зна­чения по отношению к массе атомов водорода, принятой за единицу. Достаточно долгое время в химии господствовала кислородная единица. До 1961 г. за атомную единицу массы (а.е.м.) физики принимали 1/16 массы атома кислорода (¹⁶О), а в химии — 1/16 природной изотопной смеси кислоро­да, состоящей из трех изотопов: ¹⁶О, ¹⁷О и ¹⁸О. Из-за этого химическая атомная единица массы (а.е.м.) была на 0,03% больше, чем физическая. Это приводило к тому, что физики и химики использовали различные значения атомных и молекулярных масс. Поэтому в 1961 г. в химии и в физике была принята единая угле­родная атомная единица массы, представляющая собой 1/12 массы атома углерода (¹²С):

1 а.е.м. = 1/12m (¹²С) = 1,66057·10¹⁷ кг.

Относительная атомная масса химического элемента (А_r) — это величина, показывающая отношение средней массы атома природной изотопной смеси элемента к 1/12 массы атома углерода ¹²С.

Относительная атомная масса — одна из основных характеристик химического элемента. Значения относительных атомных масс для каждого химического элемента высчитано учеными, и записано в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

Относительная молекулярная масса (М_r) равна сумме от­носительных атомных масс всех атомов, образующих моле­кулу вещества. Если вещество не молекулярного, а, например, ионного строения, то и для такого вещества используют понятие относительной молекулярной массы, но рассчитыва­ют ее для формульных единиц вещества.

Количество вещества.

Количество вещества характеризу­ется числом атомов, молекул или других формульных еди­ниц данного вещества. Так как вещество состоит из огромно­го числа частиц, то количество вещества удобно измерять в крупных единицах измерения, содержащих большое число частиц.

В международной системе единиц (СИ) за единицу коли­чества вещества принят моль.

Моль — это количество вещества, содержащее столько же формульных единиц его, сколько атомов содержит 0,012 кг изотопа углерода ¹²С.

Моль — это количество вещества, масса которого, выра­жается в граммах, численно равна относительной молеку­лярной массе.

Массу одного моль вещества называют молярной массой и обозна­чают М:

М = М_r ·1 г/моль.

Единицами измерения молярной массы являются: г/моль, кг/кмоль или кг/моль.

Молярная масса может быть выражена через число моле­кул (или атомов) в одном моль вещества N_A и массу отдель­ной молекулы (или атома) m_a:

M=m_a·N_A

Из этого выражения можно определить число молекул или атомов, содержащихся в одном моль любого вещества, которое называют постоянной Авогадро (N_A).

Постоянная Авогадро — число атомов или молекул (или других формульных единиц), содержащихся в 1 моль веще­ства (N_А = 6,022·10²³ моль^-1).

Количество вещества (n или υ) измеряется в молях, кило­молях или миллимолях и показывает отношение массы ве­щества к его молярной массе; числа молекул, атомов или формульных единиц к числу Авогадро; объема газа (н. у.) к молярному объему: