Sastav tvari je složen, iako ih tvore sitne čestice - atomi, molekule, ioni. Mnoge tekućine i plinovi, kao i neke krute tvari, imaju molekularnu strukturu. Metali i mnoge soli sastoje se od atoma i nabijenih iona. Sve čestice imaju masu, čak i najmanja molekula. Masa molekule, ako se izrazi u kilogramima, dobiva vrlo malu vrijednost. Na primjer, m (N2O)=30 • 10-27 kg. Takve važne karakteristike tvari kao što su masa i veličina mikročestica dugo su proučavali fizičari i kemičari. Temelji su postavljeni u djelima Mihaila Lomonosova i Johna D altona. Razmislite kako su se pogledi na mikrosvijet promijenili od tada.
Lomonosovljeve ideje o "tjelešcima"
Pretpostavku o diskretnoj strukturi materije iznijeli su znanstvenici antičke Grčke. Istodobno, naziv "atom" dobila je najmanja nedjeljiva čestica tijela, "cigla" svemira. Veliki ruski istraživač M. V. Lomonosov pisao je o beznačajno maloj čestici strukture materije, nedjeljivoj fizičkim sredstvima - korpuskuli. Kasnije, u radovima drugih znanstvenika, nazvana je "molekula".
Masa molekule, kao i njezine dimenzije, određuju se svojstvima njezinih sastavnih atoma. Dugo vremena znanstvenici nisu mogli zaviriti duboko u mikrosvijet, što je kočilo razvoj kemije i fizike. Lomonosov je više puta pozivao svoje kolege da proučavaju i oslanjaju se u svom radu na precizne kvantitativne podatke - "mjeru i težinu". Zahvaljujući radu ruskog kemičara i fizičara, postavljeni su temelji doktrine o strukturi materije, koja je postala sastavni dio skladne atomsko-molekularne teorije.
Atomi i molekule su "građevinski blokovi svemira"
Čak i mikroskopski mala tijela su složena, imaju različita svojstva. Čestice poput atoma, formirane slojevima jezgre i elektrona, razlikuju se po broju pozitivnih i negativnih naboja, polumjeru i masi. Atomi i molekule ne postoje u sastavu tvari izolirano, oni se privlače različitim snagama. Učinak privlačnih sila je uočljiviji u čvrstim tvarima, slabiji - u tekućinama, gotovo se ne osjeća u plinovitim tvarima.
Kemijske reakcije nisu praćene uništavanjem atoma. Najčešće dolazi do njihovog preuređivanja, pojavljuje se druga molekula. Masa molekule ovisi o tome od kojih atoma nastaje. Ali uz sve promjene, atomi ostaju kemijski nedjeljivi. Ali mogu biti dio različitih molekula. Pritom atomi zadržavaju svojstva elementa kojem pripadaju. Molekula, prije nego što se raspadne na atome, zadržava sve znakove tvari.
Mikročestica strukture tijela - molekula. Molekulska masa
Za mjerenje mase makro objekata koriste se instrumenti od kojih je najstarija vaga. Rezultat mjerenja povoljno se dobiva u kilogramima, jer je to glavna jedinica međunarodnog sustava fizičkih veličina (SI). Za određivanje mase molekule u kilogramima potrebno je zbrojiti atomske mase, uzimajući u obzir broj čestica. Radi praktičnosti uvedena je posebna jedinica za masu, atom. Možete ga napisati kao slovnu kraticu (a.m.u.). Ova jedinica odgovara jednoj dvanaestini mase ugljikovog nuklida 12C.
Ako nađenu vrijednost izrazimo u standardnim jedinicama, dobivamo 1,66 • 10-27 kg. Fizičari uglavnom rade s tako malim pokazateljima mase tijela. Članak sadrži tablicu iz koje možete saznati koliko su jednake mase atoma nekih kemijskih elemenata. Da bismo saznali kolika je masa jedne molekule vodika u kilogramima, pomnožimo atomsku masu ovog kemijskog elementa danog u tablici s dva. Kao rezultat, dobivamo vrijednost mase molekule koja se sastoji od dva atoma.
Relativna molekularna težina
Teško je raditi u izračunima s vrlo malim vrijednostima, nezgodno je, dovodi do dugotrajnih, pogrešaka. Što se tiče mase mikročestica, izlaz iz teške situacije bio je korištenje relativnih vrijednosti. Pojam poznat kemičarima sastoji se od dvije riječi - "atomska masa", njegova oznaka je Ar. Identičan koncept uveden je za molekularnu težinu (isto kao i masa molekule). Formula koja se odnosi na dvije veličine: Mr=m(v-va)/1/12 m(12C).
Nije neuobičajeno čuti ljude kako kažu "molekularna težina". Ovaj se zastarjeli izraz još uvijek koristi u odnosu na masu molekule, ali sve rjeđe. Činjenica je da je težina još jedna fizička veličina - sila koja ovisi o geografskim koordinatama tijela. Naprotiv, masa služi kao konstantna karakteristika čestica koje sudjeluju u kemijskim procesima i kreću se normalnom brzinom.
Kako odrediti masu molekule
Točno određivanje težine molekule provodi se pomoću uređaja - masenog spektrometra. Za rješavanje problema možete koristiti informacije iz periodičnog sustava. Na primjer, masa molekule kisika je 16 • 2=32. Izvršimo jednostavne izračune i pronađemo vrijednost Mr(H2O) - relativne molekulske težine vode. Prema periodnom sustavu utvrđujemo da je masa atoma kisika 16, vodika - 1. Izvršimo jednostavne izračune: Mr(H2 O)=1 • 2 + 16=18, gdje je Mr molekulska težina, H2O je molekula vode, H je simbol za element vodik, O je kemijski znak kisik.
Mase izotopa
Kemijski elementi u prirodi i tehnologiji postoje u obliku nekoliko vrsta atoma - izotopa. Svaki od njih ima individualnu masu, njegova vrijednost ne može imati frakcijsku vrijednost. Ali atomska masa kemijskog elementa najčešće je broj s nekoliko decimalnih mjesta. Izračuni uzimaju u obzirrasprostranjenost svake vrste u zemljinoj kori. Stoga mase atoma u periodnom sustavu nisu uvijek cijeli brojevi. Koristeći takve količine za izračune, dobivamo mase molekula, koje također nisu cijeli brojevi. U nekim slučajevima je dopušteno zaokruživanje vrijednosti.
Molekularna težina nemolekularnih tvari
Većina anorganskih tvari nema molekularnu strukturu. Metali se sastoje od atoma, iona i slobodnih elektrona, soli se sastoje od kationa i aniona. Za tvari nemolekularne strukture, masa uvjetnih molekula također se izračunava prema bruto formuli, koja odražava najjednostavniji sastav. Nađimo vrijednost Mr za tvar ionske strukture – kuhinjsku sol čija je formula NaCl. Mr=23 + 35,5=55,5 Neki izračuni zahtijevaju molekularnu težinu zraka - mješavine plinova. S obzirom na postotak različitih tvari u atmosferi, molekularna težina zraka je 29.
Veličina i masa molekula
Na elektronskim mikrografijama velikih molekula mogu se vidjeti pojedinačni atomi, ali su toliko mali da se ne vide u konvencionalnom mikroskopu. Linearna veličina čestice bilo koje tvari, poput mase, konstantna je karakteristika. Promjer molekule ovisi o radijusima njezinih sastavnih atoma, njihovom međusobnom privlačenju. Veličina čestica se mijenja s povećanjem broja protona i razina energije. Atom vodika je najmanji po veličini, njegov polumjer je samo 0,5 • 10-8 cm. Atom urana je tri puta veći od atoma vodika. Pravi "divovi" mikrokozmosa su molekule organskih tvari. Tako,linearna veličina jedne od proteinskih čestica je 44 • 10-8 vidi
Da rezimiramo: masa molekula je zbroj masa atoma koji ih čine. Apsolutna vrijednost u kilogramima može se dobiti množenjem vrijednosti molekularne težine pronađene u periodnom sustavu s 1,66 • 10-27 kg.
Molekule su zanemarive u usporedbi s makro objektima. Na primjer, u smislu veličine, molekula vode H2O jednako je manja od jabuke koliko je ovo voće manje od našeg planeta.
