Относительная атомная масса
Массы атомов, выраженные в килограммах или в граммах, называются абсолютными атомными массами (ma). Они являются чрезвычайно малыми величинами (порядка 10–27 кг – 10–25 кг). Так, например, масса самого легкого из них, атома водорода, равна 1,674 10 –27 кг. Оперировать такими числами неудобно, поэтому для облегчения расчетов ввели относительную единицу массы – атомную единицу массы (а.е.м.).
За одну а.е.м. принята 1/12 массы нуклида углерода 12С, выраженная в кг. Она имеет международное обозначение u
ma(12C) 19,93 10-27кг
1а.е.м.= u
= = = 1,6610-27кг
12 12
В связи с этим, в обращение ввели относительную атомную массу (Аr). Она показывает, во сколько раз масса одного атома элемента больше 1/12 массы атома углерода 12С и является безразмерной величиной.
Рассчитать относительную атомную массу можно по формуле:
ma
Аr
=
u (2)
Например, ma (F) = 31,56 10-27 кг. Следовательно,
ma (F) 31,56 10-27кг
Ar
(F) = =
= 19
u 1,66 10-27кг
Зная Аr атома, можно решить и обратную задачу – рассчитать абсолютную массу атома. Для этого достаточно Аr умножить на u. Например, Аr(О) = 16
Следовательно, ma(O) = Ar(O) u = 16 1,66 10-27 кг =
= 26,56 10-27 кг.
В химии допускается также выражение атомной массы в а.е.м. В этом случае она показывает, сколько раз u укладывается в абсолютной массе атома.
Относительная молекулярная масса
Для выражения массы молекул, как и массы атомов, удобнее использовать не абсолютную молекулярную массу, измеренную в килограммах или в граммах, а относительную молекулярную массу (Мr). Она также является безразмерной величиной и показывает, во сколько раз масса молекулы вещества больше 1/12 массы атома углерода 12C.
Рассчитать Mr можно двумя способами.
Разделив абсолютную массу молекулы вещества на 1/12 массы атома 12С, тоже выраженную в кг.
ma
M r = (3)
u
Например:
ma(N2) = 46,564 · 10-27 кг, тогда
ma(N2) 46,564 · 10-27
Mr(N2)
= =
28
u 1,663 · 10-27
Сложив относительные атомные массы всех атомов, входящих в состав молекулы.
Например: Mr(H2SO4) = 2Ar(H) + Ar(S)+ 4Ar(O) = 2 · 1 + 32 +4 · 16 = 98;
Mr(H2O) = 2Ar(H) + Ar(O) = 2 · 1 + 16 = 18
Для веществ немолекулярного строения в качестве Мr используют относительную формульную массу, равную отношению абсолютной массы формульной единицы данного вещества к 1/12 части массы атома углерода 12С в кг.
Мr в этом случае также можно найти, сложив Аr всех элементов, входящих в данную структурную единицу вещества с учетом числа атомов каждого элемента.
Например: Mr(NaCl) = Ar(Na) + Ar(Cl) = 23 + 35,5 = 58,5
Mr(K3PO4) = 3Ar(K) + Ar(P) + 4 Ar(O) = 3 · 39 + 31 + +4 · 16 = 212