Химия для чайников с нуля, основы химии | HIMI4KA
Oтзывы и предложения

Урок 2. Относительная атомная масса химических элементов

Нравится72

В уроке 2 «Относительная атомная масса химических элементов» из курса «Химия для чайников» рассмотрим разные способы выражения массы химических элементов. Напоминаю, что в прошлом уроке «Атомы и химические элементы» мы рассмотрели, кто и когда высказал идею о том, что все вокруг состоит из атомов; также выяснили, что из себя представляет химический элемент и каким образом обозначается.

Относительная атомная масса химических элементов

Чем различаются атомы разных элементов между собой? Вы уже знаете: массой, размерами и строением. На рисунке 30 показаны шаровые модели атомов некоторых химических элементов, конечно, не в реальных размерах, а многократно увеличенные. В действительности атомы настолько малы, что их невозможно рассмотреть даже в самые лучшие оптические микроскопы.

Шаровые модели атомов химических элементов

 

На заметку: В конце XX в. у ученых появились более совершенные микроскопы, позволяющие достигать увеличения в несколько десятков миллионов раз. Они называются туннельными микроскопами. На рисунке 31 показана фотография поверхности кремния. На ней отчетливо видны отдельные атомы, расположенные на поверхности этого вещества.

Фотография поверхности кремния при большом увеличении и сравнительные размеры атомов гелия и франция

Размеры и масса атомов

Современная наука обладает методами, позволяющими определять размеры и массы атомов. Так, например, самый легкий атом — атом водорода. Его масса равна 0,0000000000000000000000000016735 кг. Самым маленьким является атом гелия He. Диаметр этого атома равен приблизительно 0,00000000098 м. Записывать и читать такие числа затруднительно, поэтому обычно их представляют в более удобном виде: 1,6735·10−27 кг и 9,8·10−10 м. Атомы большинства химических элементов по своим размерам значительно больше атома гелия. Самый большой из них — атом элемента франция Fr. Его диаметр в 7 раз больше диаметра атома гелия (рис. 32). 

 

Еще больше различаются атомы разных элементов по массе. Масса атома обозначается символом ma и выражается в единицах массы СИ (кг). Так, например, масса атома углерода равна: ma(С) = 19,94·10−27 кг, а атома кислорода — ma(О) = 26,56·10−27 кг. Масса атома самого тяжелого из существующих на Земле элементов — урана U — почти в 237 раз больше массы атома водорода.

Атомная единица массы

Пользоваться такими маленькими величинами масс атомов при расчетах неудобно. К тому же, когда в XIX в. начало формироваться атомно- молекулярное учение, ученые еще не представляли реальных размеров и масс атомов. Поэтому на практике вместо истинных масс атомов стали применять их относительные значения. Они рассчитывались по массовым отношениям простых веществ в реакциях друг с другом. Химики предположили, что эти отношения пропорциональны массам соответствующих атомов. Именно так в начале XIX в. Дж. Дальтон ввел понятие относительной атомной массы, приняв за единицу сравнения массу самого легкого атома — водорода.

1/12 часть атома углерода

В настоящее время в качестве такой единицы сравнения используется 1/12 часть массы атома углерода (рис. 33). Она получила название атомной единицы массы (а. е. м.). Ее международное обозначение — u (от английского слова «unit» — единица):

Атомная единица массы — это 1/12 часть массы атома углерода, которая равна 1,66·10−27 кг.

Относительная атомная масса

Сравнивая средние массы атомов различных элементов с атомной единицей массы, получают значения относительных атомных масс химических элементов.

 

Относительная атомная масса элемента — это физическая величина, которая показывает, во сколько раз масса атома данного химического элемента больше 1/12 части массы атома углерода.

 

Относительная атомная масса обозначается символами Ar (А — первая буква английского слова «atomic» —атомный, r — первая буква английского слова «relative», что значит относительный), следовательно:

где Х — символ данного элемента.

 

Например, относительная атомная масса водорода:

а кислорода:

Как видите, относительная атомная масса показывает, во сколько раз масса атома данного элемента больше атомной единицы массы u.

 

В таблице Менделеева приведены относительные атомные массы всех элементов. В расчетах при решении задач мы будем пользоваться округленными до целых значениями этих величин (см. урок 1).

 

Внимание! Очень часто относительную атомную массу называют просто атомной массой. Однако следует отличать атомную массу — величину относительную (например, Ar(О) = 16) — от массы атома — величины, выражаемой в единицах массы — килограммах (ma(O) = 26,56·10−27 кг) или атомных единицах массы (ma(O) = 16·u).

 

Пример. Во сколько раз атом ртути тяжелее атома кальция?

Решение. Относительные атомные массы элементов равны: Ar(Hg) = 201 и Ar(Ca) = 40.

Масса атома ртути равна: ma(Hg) = Ar(Hg)·u (кг).
Масса атома кальция равна: ma(Са) = Ar(Са)·u (кг).

Другими словами, отношение масс атомов этих элементов равно отношению их относительных атомных масс. Следовательно, отношение масс атомов ртути и кальция равно:

Ответ: в 5,03 раза.

 

Краткие выводы урока:

  1. Атомная единица массы представляет собой 1/12 часть массы атома углерода.
  2. Относительная атомная масса химического элемента равна отношению массы его атома к 1/12 части массы атома углерода.
  3. Относительная атомная масса химического элемента является величиной безразмерной и показывает, во сколько раз масса атома данного элемента больше атомной единицы массы.

 

Надеюсь урок 2 «Относительная атомная масса химических элементов» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии. Если вопросов нет, то переходите к уроку 3 «Молекулы и простые вещества».

Комментарии 13   Просмотров 10 126
Понравился урок? 72Нравится
quazar

Цитата: qunrez
Цитата: Наталия
 А  почему решил исчислять относительную атомную массу именно как 1/12 части углерода? Почему например не водорода?
Хороший вопрос. Тоже хотел бы знать на него ответ.
Можно предположить, что т.к периодическая таблица увеличилась и более тяжелых атомов стало становиться все больше и больше, то необходимо было взять более тяжелый атом, осносительно 1/12 части которого писалась бы атомная масса других атомов

qunrez

Цитата: Наталия
 А  почему решил исчислять относительную атомную массу именно как 1/12 части углерода? Почему например не водорода?
Хороший вопрос. Тоже хотел бы знать на него ответ.

Наталия

 А  почему решил исчислять относительную атомную массу именно как 1/12 части углерода? Почему например не водорода?

Дима

Объясните пожалуйста поподробней про "упрощённые выражения"neutral_face

артур

Познавательно!

Шеф

Мне не совсем понятно одно, для написания формул, как определяют атомную единицу массы? 

Киса 24
А мне все понравилось девствительно полезная информация. Но на мой вопрос так и не ответили: почему для определения относительных атомных масс используется карбоновая единица?
Дикий Лебедь

Очень полезная, а главное понятная информация. Буду и дальше изучать Ваши уроки. У меня возник один вопрос, на который я не могу найти ответа. Надеюсь, Вы мне поможете. В учебнике по химии написано, что каждый химический элемент существует в трёх формах: свободные атомы, простые вещества и сложные вещества. Чем различаются сложные и простые вещества мне понятно, а чем различаются свободные атомы от простых веществ до меня никак "не доходит". Очень жду Вашего ответа.

Саша

Если эта масса относительная указана в таблице, то почему из нее вычитают количество протонов, чтобы узнать количество нейтронов?. Думаю правильно было бы из массы атома вычитать колво протонов.

HIMI4KA

Цитата: Светлана
относительная атомная масса водорода 1,6735...откуда это взяли??в таблице вроде нет

1,6735·10^(−27) кг (КИЛОГРАММ - здесь ключевое слово), а в таблице Менделеева указаны ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ атомные массы. 

Светлана

относительная атомная масса водорода 1,6735...откуда это взяли??в таблице вроде нет

 

Ихтиандр

А вот это помогло

Внимание! Очень часто относительную атомную массу называют просто атомной массой. Однако следует отличать атомную массу — величину относительную (например, Ar(О) = 16) — от массы атома — величины, выражаемой в единицах массы — килограммах (ma(O) = 26,56·10−27 кг) или атомных единицах массы (ma(O) = 16·u).

Дарья

Мне даже в школе так хорошо и понятно не объясняли,как здесь

Ваш комментарий: