Вещества молекулярного строения. Масса молекул.

      Напомним, что основной структурной единицей веществ молекулярного строения является молекула. 

      В настоящее время в литературе можно встретить следующее определение: 

Молекула – наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами. 

      Отметим, что данное определение весьма сомнительно, кроме того, оно было сформулировано ещё в 1860 году Канницаро.

      Причины следующие: молекула не может рассматриваться как наименьшая частица, существуют вещества атомного строения; молекулу весьма затруднительно определить носителем химических свойств вещества, свойства обусловлены не единичной частицей, а их совокупностью, характером их взаимодействия; более того, в некоторых случаях, даже существование отдельных атомов в составе вещества вызывает сомнение (пример тому, обычная жидкая вода, которая представляет из себя континуальное распределение электронной плотности, с вкраплёнными в неё ядрами атомов водорода и кислорода). 

      Ввиду сказанного выше, целесообразнее на наш взгляд, пользоваться следующим определением: 

Молекула – электронейтральная частица вещества, представляющая собой замкнутую совокупность конечного числа атомов, связанных между собой силами ковалентной связи и образующих определённую структуру. 

Более общее понятие применимое для веществ молекулярного и немолекулярного строения – формульная единица.

Формульная единица – это реально существующая или условная молекула, ион, радикал, а также любая другая частица вещества или определенная группа частиц.

Одной из характеристик молекулы или формульной единицы, так же как и атома является её масса. Масса молекулы ( формульной единицы) численно равна сумме масс входящих в её состав атомов. Введём рад важных величин. 

Абсолютная масса молекулы – масса молекулы, выраженная в кг. 

m_a(A_xB_y) = x∙m_a(A) + y∙m_a(B) 

, где m_a(A_xB_y) – абсолютная масса молекулы состава A_xB_y 

         m_a(A) – средняя абсолютная масса атома элемента А 

         m_a(B) – средняя абсолютная масса атома элемента В 

Пример: 

Вычислить абсолютную массу молекулы воды H₂O. 

Дано: 

m_a(H) = 1,66∙10^-27 (кг)

m_a(H) = 2,66∙10^-26 (кг) 

Найти: 

m_a(H₂O) - ? 

Решение: 

m_a(H₂O) = 2∙ m_a(H) + m_a(О) = 2,992∙10^-23 (г) 

Ответ: 2,992∙10^-23 (г) 

Масса отдельной молекулы, так же как и масса атома может быть выражена не только в абсолютной, но и относительной величине. Эталон в этом случае тот же самый – 1/12 часть массы нуклида ¹²С. 

Относительная молекулярная масса – безразмерная величина, равная отношению средней массы молекулы или формульной единицы, содержащей элементы в их природном изотопном составе, к 1/12 массы атома углерода ¹²С, иначе – это величина, показывающая во сколько раз  средняя масса молекулы или формульной единицы, найденная с учетом среднего природного изотопного состава элементов в ее составе, больше 1/12 массы атома углерода ¹²С

К примеру, запишем математическое выражение для вычисления относительной молекулярной массы молекулы состава А_хВ_y: 

M_r(А_хВ_y) = m_a(А_хВ_y) / 1/12 m_a(¹²C) 

Пример: 

Рассчитайте относительную молекулярную массу воды, если абсолютная масса её молекулы равна 2,992∙10^-23 (г). 

Дано: 

m_a(H₂O) = 2,992∙10^-23 (г) 

Найти: 

M_r(Н₂О) - ? 

Решение: 

M_r(Н₂О) = m_a(H₂O) / 1/12 m_a(¹²C) = 2,992∙10^-23 г / 1,66∙10^-24 г ≈ 18 

Ответ: M_r(Н₂О) = 18 

Зная значения относительных атомных масс элементов, входящих в состав молекулы также можно рассчитать величину относительной молекулярной массы.    M_r(А_хВ_y) = x∙A_r(A) + y∙A_r(B) 

Иными словами, относительная молекулярная масса численно равна сумме относительных атомных масс входящих в состав молекулы элементов, с учётом количества их атомов. 

M_r = ∑ x∙A_r , где n - число атомов 

Пример: 

M_r(H₂O) = 2∙A_r(H) + A_r(O) = 2∙1 + 16 = 18