Урок посвящен изучению правил составления и чтения химических формул веществ. Вы узнаете, какую информацию дает химическая формула вещества и как на основании данных о массовых долях химических элементов составить химическую формулу. Из материалов урока вы узнаете, как и в чем измеряют массы молекул, как определить порции твердых и жидких веществ, имеющие равное число молекул.
I. Химические формулы
Химическая формула - это условная запись качественного и количественного состава вещества при помощи химических знаков и индексов.
Индекс - это цифра в химической формуле, которая ставится внизу после химического знака и обозначает число атомов данного вида.
Качественный состав молекулы показывает какие виды атомов входят в состав вещества.
Количественный состав показывает сколько атомов определённого вида входит в состав молекулы вещества.
Числа стоящие перед химическими формулами или химическими знаками называются коэффициентами. Коэффициенты показывают число атомов или молекул определённого вида.
Что обозначают записи?
H2- это одна молекула водорода (аш-два), в её состав входят два атома водорода.
5O2 - это пять молекул кислорода (пять-о-два), в состав одной молекулы входят два атома кислорода.
6Fe - это шесть атомов железа (шесть-феррум).
3H2SO4 - это три молекулы серной кислоты (три-аш-два-эс-о-четыре), в состав одной молекулы серной кислоты входят два атома водорода, один атом серы, четыре атома кислорода.
II. Относительная атомная масса
Посмотрите презентацию:
Модель Дж. Дальтона и Й.Я. Берцелиуса
В начале 19 в. (спустя 150 лет после работ Роберта Бойля) английский ученый Джон Дальтон предложил способ определения массы атомов химических элементов. Рассмотрим суть этого метода.
Дальтон предложил модель, в соответствии с которой в молекулу сложного вещества входит только по одному атому различных химических элементов. Например, он считал, что молекула воды состоит из 1 атома водорода и 1 атома кислорода. В состав простых веществ по Дальтону тоже входит только один атом химического элемента. Т.е. молекула кислорода должна состоять из одного атома кислорода.
И тогда, зная массовые доли элементов в веществе, легко определить во сколько раз масса атома одного элемента отличается от массы атома другого элемента. Таким образом, Дальтон считал, что массовая доля элемента в веществе определяется массой его атома.
Ученый заметил, что масса атома водорода самая маленькая, т.к. нет сложного вещества, в котором бы массовая доля водорода была бы больше массовой доли другого элемента. Поэтому он предложил массы атомов элементов сравнивать с массой атома водорода. И таким путем вычислил первые значения относительных (относительно атома водорода) атомных масс химических элементов.
Атомная масса водорода была принята за единицу. А значение относительной массы серы получилось равным 17. Но все полученные значения были либо приблизительными, либо неверными, т.к. техника эксперимента того времени была далека от совершенства и установка Дальтона о составе вещества была неверной.
В 1807 – 1817 гг. шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус провел огромное исследование по уточнению относительных атомных масс элементов. Ему удалось получить результаты, близкие к современным.
Массы атомов очень малы.
Абсолютные массы некоторых атомов:
m(C) =1,99268 ∙ 10-23 г
m(H) =1,67375 ∙ 10-24 г
m(O) =2,656812 ∙ 10-23 г
В настоящее время в физике и химии принята единая система измерения.
Введена атомная единица массы (а.е.м.)
m(а.е.м.) = 1/12 m(12C) = 1,66057 ∙ 10-24 г.
· Ar(H) = m(атома) / m (а.е.м.) = 1,67375 ∙ 10-24 г/1,66057 ∙ 10-24 г = 1,0079 а.е.м.
Ar – показывает, во сколько раз данный атом тяжелее 1/12 части атома 12С, это безразмерная величина.
Относительная атомная масса - это 1/12 массы атома углерода, масса которого равна 12 а.е.м.
Относительная атомная масса безразмерная величина
Например, относительная атомная масса атома кислорода равна 15,994 (используем значение из периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева).
Записать это следует так, Ar(O) = 16. Всегда используем округлённое значение, исключение представляет относительная атомная масса атома хлора:
Ar(Cl) = 35,5
Связь между абсолютной и относительной массами атома представлена формулой: m(атома) = Ar ∙ 1,66 ∙ 10 -27 кг
III. Относительная молекулярная масса
В химии не используют значения абсолютных масс молекул, а пользуются величиной относительная молекулярная масса. Она показывает, во сколько раз масса молекулы больше 1/12 массы атома углерода. Эту величину обозначают Mr.
Относительная молекулярная масса равна сумме относительных атомных масс входящих в нее атомов. Вычислим относительную молекулярную массу воды.
Вы знаете, что в состав молекулы воды входят два атома водорода и один атом кислорода. Тогда ее относительная молекулярная масса будет равна сумме произведений относительной атомной массы каждого химического элемента на число его атомов в молекуле воды:
Посмотрите презентацию: “Вычисление относительной молекулярной массы серной кислоты”: