Хімія. Комплексна підготовка до ЗНО і ДПА

1.6. Відносні атомна, молекулярна, формульна маси

Теоретична хімія має справу з атомами і молекулами, і вираження їхньої маси у грамах для розрахунків є незручним. Так, абсолютна маса атома Гідрогену становить 1,673 · 10^-24 г, атома Сульфуру — 5,31 · 10^-23 г, Оксигену — 2,667 · 10^-23 г, Карбону — 1,994 · 10^-23 г. У хімії прийнято використовувати відносні атомні та відносні молекулярні маси. Для цього було введено поняття універсальної атомної одиниці маси (а. о. м.). Вона становить 1/12 частини маси нукліда Карбону-12¹:

1 а. о.м. = 1/12m_а(С) = 1/12 x 1,994 · 10^-23 г = 1,66 · 10^-24 г,

де m_а(С) — абсолютна маса атома Карбону.

¹ Нинішня атомна одиниця маси (вуглецева одиниця маси, дальтон) дорівнює 1/12 маси нейтрального атома ¹²С. Поняття атомної маси ввів Джон Дальтон, і одиницею вимірювання слугувала маса атому Гідрогену (воднева шкала). Від 1906 до 1960 року атомну масу визначали за кисневою шкалою, тобто вираховували через 1/16 маси атома Оксигену.

Відносна атомна маса А_r — це фізична величина, що визначається відношенням маси атома елемента до 1 а. о. м. Вона показує, у скільки разів маса даного атома більша за 1/12 маси атома Карбону-12:

де m_а(Х) — абсолютна маса атома елемента X.

Наприклад:

Відповідно, відносна молекулярна маса М_r — це фізична величина, що дорівнює відношенню маси молекули речовини до 1/12 частини маси нукліда Карбону-12. Вона показує, у скільки разів маса молекули даної речовини більша за атомну одиницю маси; визначається сумою відносних атомних мас елементів, які містить молекула речовини, з врахуванням кількості атомів кожного елемента, що входить до складу молекули:

M_r (Р₂О₅) = 2A_r (Р) + 5Аr (О) = 2 x 31 + 5 x 16 = 142

Поняття відносна молекулярна маса більш коректно використовувати для сполук молекулярної будови. Однак існує багато складних речовин, що мають атомну і йонну будову. Найменшими частинками речовини в них є відповідно атоми і йони. А тому для таких речовин більш прийнятий термін відносна формульна маса.

Відносна формульна маса — це відносна маса формульної одиниці речовини.

Розрахунок проводять аналогічно до розрахунку відносної молекулярної маси:

M_r (Na₂SO₄) = 2A_r (Na) + A_r (S) + 4А_r (О) = 2 x 23 + 32 + 4 x 16 = 142 або

M_r (Na₂SO₄) = 2A_r (Na⁺) + M_r (SO^2-₄) = 2 x 23 + (32 + 4 x 16) = 142

Зауважимо, що у хімічних розрахунках масою електрона нехтують, отже:

А_r (Na) = А_r (Na⁺), a M_r (SO^2-₄) = Ar (S) + 4А_r (О)

M_r (CuSO₄ · 5Н₂О) = A_r (Сu) + А_r (S) + 4А_r (О) + 5М_r (Н₂О) = 64 + 32 + 4 x 16 + 5 х 18 = 250

Невідємною частиною хімічних досліджень є розрахунки. Для їх проведення використовують поняття «кількість речовини».