Учебник для 8 класса

ХИМИЯ

       

§ 6. Химические формулы. Относительная атомная и молекулярная массы

Состав простых и сложных веществ химики всего мира отражают очень красиво и лаконично в виде химических формул. Химические формулы — это аналоги слов, которые записывают с помощью букв — знаков химических элементов.

Выразим с помощью химических символов состав самого распространённого вещества на Земле — воды. В молекулу воды входят два атома водорода и один атом кислорода. Теперь переведём это предложение в химическую формулу, используя химические символы (водорода — Н и кислорода — О). Число атомов в формуле запишем с помощью индексов — цифр, стоящих внизу справа от химического символа (индекс 1 для кислорода не пишут): Н20 (читают «аш-два-о»).

Формулы простых веществ водорода и кислорода, молекулы которых состоят из двух одинаковых атомов, записывают так: Н2 (читают «аш-два») и 02 (читают «о-два») (рис. 26).

Рис. 26.
Модели молекул и формулы кислорода, водорода и воды

Чтобы отразить число молекул, используют коэффициенты, которые пишут перед химическими формулами: например, запись 2СО2 (читают «два-цэ-о-два») означает две молекулы углекислого газа, каждая из которых состоит из одного атома углерода и двух атомов кислорода.

Аналогично записывают коэффициенты, когда указывают число свободных атомов химического элемента. Например, нам нужно записать выражение: пять атомов железа и семь атомов кислорода. Делают это следующим образом: 5Fe и 7О.

Размеры молекул, а тем более атомов настолько малы, что их невозможно рассмотреть даже в лучшие оптические микроскопы, дающие увеличение в 5—6 тысяч раз. Их невозможно рассмотреть и в электронные микроскопы, дающие увеличение в 40 тысяч раз. Естественно, что ничтожно малому размеру молекул и атомов соответствуют и ничтожно малые их массы. Учёные рассчитали, например, что масса атома водорода равна 0,000 000 000 000 000 000 000 001 674 г, что можно представить как 1,674 • 10-24 г, масса атома кислорода равна 0,000 000 000 000 000 000 000 026 667 г, или 2,6667 • 10-23 г, масса атома углерода равна 1,993 • 10-23 г, а масса молекулы воды равна 3,002 • 10-23 г.

Рассчитаем, во сколько раз масса атома кислорода больше массы атома водорода, самого лёгкого элемента:

Аналогично, масса атома углерода больше массы атома водорода в 12 раз:


Рис. 27. Масса атома углерода равна массе 12 атомов водорода

Масса молекулы воды больше массы атома водорода в 18 раз (рис. 28). Эти величины показывают, во сколько раз масса атома данного химического элемента больше массы атома водорода, т. е. являются относительными.


Рис. 27. Масса атома воды равна массе 18 атомов водорода

В настоящее время учёные-физики и учёные-химики придерживаются мнения, что относительная атомная масса элемента — это величина, показывающая, во сколько раз масса его атома больше 1/12 массы атома углерода. Относительную атомную массу обозначают Аr, где r — начальная буква английского слова relative, что означает «относительный». Например, Аr(0) = 16, Аr(С) = 12, Ar(H) = 1.

Каждый химический элемент имеет своё значение относительной атомной массы (рис. 29). Значения относительных атомных масс химических элементов указаны в соответствующих им клетках таблицы Д. И. Менделеева.

Рис. 29.
Каждый элемент имеет свое значение относительной атомной массы

Аналогично, относительную молекулярную массу вещества обозначают Мr, например Мr20) = 18.

Относительная атомная масса элемента Аr и относительная молекулярная масса вещества Мr — величины, которые не имеют единиц измерения.

Чтобы узнать относительную молекулярную массу вещества, не обязательно делить массу его молекулы на массу атома водорода. Нужно просто сложить относительные атомные массы элементов, образующих вещество, с учётом числа атомов, например:

Химическая формула содержит важную информацию о веществе. Например, формула С02 показывает следующую информацию:

  1. Конкретное вещество — углекислый газ.
  2. Качественный состав — состоит из двух элементов: углерода и кислорода.
  3. Тип вещества — сложное вещество.
  4. Количественный состав вещества — в молекуле содержится 1 атом углерода и 2 атома кислорода.
  5. Относительную молекулярную массу — Мr(СO2) = 12 + 16 • 2 = 44.
  6. Соотношение масс элементов в этом веществе: m(С) : m(О) = 12 : 32 = 1 : 2,6.
  7. Массовые доли элементов в этом веществе, которые рассчитывают по формуле:

    где w(Э) — массовая доля элемента Э в веществе; n — число атомов элемента Э в веществе;

    Аr(Э) — относительная атомная масса элемента Э; Мr(в-ва) — относительная молекулярная масса вещества.

Рассчитаем массовые доли элементов углерода и кислорода в углекислом газе СO2.

Ключевые слова и словосочетания

  1. Химическая формула.
  2. Индексы и коэффициенты.
  3. Относительная атомная масса (Аr).
  4. Относительная молекулярная масса (Мr).
  5. Массовая доля элемента в веществе.

Работа с компьютером

  1. Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.
  2. Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока — сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

Вопросы и задания

  1. Что означают записи: 3Н; 2Н2O; 5O2?
  2. Запишите формулу сахарозы, если известно, что в состав её молекулы входят двенадцать атомов углерода, двадцать два атома водорода и одиннадцать атомов кислорода.
  3. Используя рисунок 2, запишите формулы веществ и рассчитайте их относительные молекулярные массы.
  4. Какой форме существования химического элемента кислорода соответствует каждая из следующих записей: 3O; 5O2; 4СO2?
  5. Почему относительная атомная масса элемента и относительная молекулярная масса вещества не имеют единиц измерения?
  6. В каком из веществ, формулы которых SO2 и SO3, массовая доля серы больше? Ответ подтвердите расчётами.
  7. Вычислите массовые доли элементов в азотной кислоте HNO3.
  8. Дайте полную характеристику глюкозы С6Н1206, используя пример описания углекислого газа С02.

 

 

 

Top.Mail.Ru
Top.Mail.Ru