Периодическая система Менделеева. Высшие оксиды
Не секрет, что химические знаки позволяют изобразить состав сложного вещества в виде формул.
Химическая формула - это условная запись состава вещества посредством химических знаков и индексов.
Формулы различают молекулярные, структурные, электронные и другие.
Молекулярные формулы (H3P04, Fe203, А1(ОН)3, Na2S04, 02 и т.д.) показывают качественный (т.е. из каких элементов состоит вещество) и количественный (т.е. сколько атомов каждого элемента имеются в веществе) состав.
Структурные формулы показывают порядок соединения атомов в молекуле, соединяя атомы черточками (одна черточка - одна химическая связь между двумя атомами в молекуле).
Относительная атомная и молекуряная масса
Относительная атомная масса вещестав или элемента - это безразмерная величина. Почему безразмерная, ведь масса должна иметь размерность?
Причина в том что атомная масса вещества в кг очень мала и выражается порядком 10 в минус 27 степени. Что бы в расчетах не учитывать этот показатель, массу каждого элемента привели к отношению 1/12 массы изотопа углерода. По этой причине относительная атомная масса углерода и составляет 12 единиц.
Современные значения относительных атомных масс приведены в периодической системе элементов Д.И.Менделеева. Для большинства элементов указаны
Среднеарифметические значения атомных масс природной смеси изотопов этих элементов.
Например, относительная масса водорода равна 1, а кислорода 16.
Относительная молекулярная масса простых и сложных веществ численно равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы.
Например, относительная молекулярная масса воды , состоящей из двух атомов водорода и одного атома кислорода, равна
По химической формуле можно вычислить как химический состав, так и молекулярную массу.
Определяемый по химическим формулам количественный состав имеет огромное значение для многочисленных расчетов, которые производятся по химическому составу.
Вычисление относительной молекулярной массы вещества по химической формуле производится путем сложения произведений относительных атомных масс элементов на соответствующие индексы в химической формуле.
Как рассчитывается молекулярная масса вещества мы рассмотрели чуть выше.
И именно эту задачу автоматизирует наш химический калькулятор.
Зная молекулярную массу вещества, нам ничего не стоит рассчитать и молярную массу.
Моль - есть количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 12 грамм
Таким образом, молярная масса вещества с точностью соответствует относительной молекулярной массе и имеет размерность грамм/моль
Таким образом молярная масса воды равна 18 грамм/моль.
Молярную массу вещества можно определить как отношение массы данной порции вещества к количеству вещества в этой порции
Отличительные особенности
В отношении других калькуляторов, рассчитывающих молярную массу вещества, этот калькулятор обладает следующими особенностями:
Формула может содержать скобки например
Формула может содержать коэффициент
Если есть необходимость рассчета массовых долей каждого химическго элемента в формуле то стоит воспользоваться калькулятором Массовая доля вещества онлайн
Молярные массы каких химических элементов не округляются?
Логично, предположить если вы прочитали, откуда появляется понятие "относительная масса", что "не округленная" масса будет у одного элемента - углерода . Будут ли встречаться другие химические элементы с "не округленными" массами? Сомневаюсь.
синтаксис
molar формула[!]
где формула - произвольная формула химического вещества.
Внимание! Химические элементы в формуле должны быть указаны так, как в таблице Менделеева.
простой пример покажет какая цена ошибки не соблюдать регистр (прописные или строчные символы) букв
Если напишем CO - то это углерод и кислород, а если напишем Co - то это кобальт.
В любую часть формулы, можно вставить служебный символ(восклицательный знак).
Что же он нам дает?
Он все параметры огругляет до того уровня точности, который используется в школьной программе. Это очень удобно именно для тех, кто решает школьные задачи.
Например молярная масса воды в школьных учебниках равна 18, а если учитывать более точные алгоритмы, то получаем что молярная масса равна 18.01528. Разница небольшая, но если делать расчет например массовой доли химического вещества , получается небольшое, но очень неприятное расхождение в выходных параметрах, которое может ввести в заблуждение неопытных пользователей калькулятора.
Примеры
пишем запрос molar NaMgU3O24C18H27
получаем ответ
Если же в входных параметрах написать символ- восклицательный знак, то получим такой ответ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Отношение массы (m) вещества к его количеству (n) называют молярной массой вещества :
Молярную массу обычно выражают в г/моль, реже в кг/кмоль. Поскольку в одном моле любого вещества содержится одинаковое число структурных единиц, то молярная масса вещества пропорциональная массе соответствующей структурной единицы, т.е. относительной атомной массе данного вещества (M r):
где κ - коэффициент пропорциональности, одинаковый для всех веществ. Относительная молекулярная масса - величина безразмерная. Её вычисляют, используя относительные атомные массы химических элементов, указанных в Периодической системе Д.И. Менделеева.
Как известно, молекулярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы:
Mr(HX) = Ar(H) + Ar(X).
M (HX) = Mr(HX) = Ar(H) + Ar(X).
Для того, чтобы легче не затрачивать каждый раз время на расчет молярной массы конкретного вещества используют таблицу молярных масс, которая выглядит следующим образом:
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1
| Задание | Составьте формулы двух оксидов меди, если массовые доли меди в них 79,9% и 88,8%. |
| Решение |
ω 1 (О) = 100% — ω 1 (Cu) = 100% — 79,9% = 20,1%; ω 2 (О) = 100% — ω 2 (Cu) = 100% — 88,8% = 11,2%. Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (медь) и «у» (кислород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева округлим до целых чисел): x:y = ω 1 (Cu)/Ar(Cu) : ω 1 (O)/Ar(O); x:y = 79,9/64: 20,1/16; x:y = 1,25: 1,25 = 1: 1. Значит формула первого оксида меди будет иметь вид CuO. x:y = ω 2 (Cu)/Ar(Cu) : ω 2 (O)/Ar(O); x:y = 88,8/64: 11,2/16; x:y = 1,39: 0,7 = 2: 1. Значит формула второго оксида меди будет иметь вид Cu 2 O. |
| Ответ | CuO и Cu 2 O |
ПРИМЕР 2
| Задание | Составьте формулы двух оксидов железа, если массовые доли железа в них 77,8% и 70,0%. |
| Решение | Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:
ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Найдем массовую долю в каждом из оксидов меди: ω 1 (О) = 100% — ω 1 (Fe) = 100% — 77,8% = 22,2%; ω 2 (О) = 100% — ω 2 (Fe) = 100% — 70,0% = 30,0%. Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (железо) и «у» (кислород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева округлим до целых чисел): x:y = ω 1 (Fe)/Ar(Fe) : ω 1 (O)/Ar(O); x:y = 77,8/56: 22,2/16; x:y = 1,39: 1,39 = 1: 1. Значит формула первого оксида железа будет иметь вид FeO. x:y = ω 2 (Fe)/Ar(Fe) : ω 2 (O)/Ar(O); x:y = 70/56: 30/16; x:y = 1,25: 1,875 = 1: 1,5 = 2: 3. Значит формула второго оксида железа будет иметь вид Fe 2 O 3 . |
| Ответ | FeO, Fe 2 O 3 |
В химии чрезвычайно важным является понятие «молекулярная масса». Молекулярную массу часто путают с молярной массой. Чем отличаются эти величины, и какими свойствами обладают?
Молекулярная масса
Атомы и молекулы – мельчайшие частицы любых химических вещества. Если постараться выразить их массу в граммах, то получится число, в котором перед запятой будет находиться около 20 нулей. Поэтому измерять массу в таких единицах, как граммы, неудобно. Чтобы выйти из этой ситуации, следует какую-нибудь очень малую массу принять за единицу, а все остальные массы выражать по отношению к ней. В качестве этой единицы используют 1/12 массы атома углерода.
Относительна молекулярная масса – это масса молекулы вещества, которую измеряют в атомных единицах массы. Молекулярная масса равна отношению массы молекулы того или иного вещества к 1/12 части массы атома углерода. Она показывает, во сколько раз масса молекулы определенного вещества больше 1/12 массы атома углерода.
Рис. 1. Таблица молекулярных масс органических веществ.
Атомная единица массы (а. е. м.) равна 1,66*10 в -24 степени и представляет собой 1/12 часть массы атома углерода, то есть атома изотопа элемента углерода массовое число которого равно 12. Химический элемент в природе может иметь несколько устойчивых изотопов, поэтому, когда говорят об относительной атомной массе элемента или, как часто говорят, об атомной массе элемента A, то обязательно учитывают атомную массу всех устойчивых нуклидов.
Молекулярную массу часто путают с молярной массой, единицей измерения которой является г/моль. И действительно численно эти две величины абсолютно идентичны, однако размерность у них абсолютно разная.
Относительную молекулярную массу можно найти, сложив между собой атомные массы
Чтобы вычислить молекулярную массу простых и сложных веществ, необходимо найти сумму относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы. Например, относительная молекулярная масса воды Mr (H 2 O), которая состоит, как известно, из двух атомов водорода и одного атома кислорода, равна 1*2+16=18.
Это означает, что масса молекулы воды в 18 раз больше 1/12 массы атома углерода. А молекулярная масса воздуха равна 29.
Рис. 2. Формула относительная молекулярная масса.
Атомная масса
Атомная масса химического элемента – также одно из важнейших обозначений в химии. Атомная масса – это средняя величина из атомных масс устойчивых природных изотопов этого элемента с учетом их относительного содержания в природе (их природного распространения). Так, в природе существуют два устойчивых изотопа элемента хлора Cl с массовыми числами 35 и 37:
Ar(Cl)=(34.97*0.7553)+(36.95*0.2447)=35.45 – именно такая величина принята для элемента хлора в качестве его относительной атомной массы.
Впервые вычисление атомных весов были сделаны Д. Дальтоном. Атомные веса элементов он относил к атомному весу водорода, приняв его за единицу. Однако вычисленные в соответствии с его принципом «наибольшей простоты» вес атома кислорода и некоторых других элементов оказались неверными.
Рис. 3. Д. Дальтон.
Истинные атомные массы являются мизерными. Атом водорода весит 1,674*10 в -24 степени грамм, кислорода 26,67*10 в -24 степени грамм, а углерода 19,993*10 в -24 степени грамм.
Что мы узнали?
В школьной программе по химии (8 класс) большое внимание уделяется таким понятием, как относительная атомная и молекулярная масса вещества. Учащиеся изучают их отличия и особенности, а также учатся определять массы газов и веществ.
Тест по теме
Оценка доклада
Средняя оценка: 4.3 . Всего получено оценок: 207.
