상대 원자 질량의 예. 원자 질량. 자연계에 불안정한 물질이 존재

화학 자연과학에 속합니다. 그녀는 물질의 구성, 구조, 특성, 변형뿐만 아니라 이러한 변형에 수반되는 현상을 연구합니다.

물질 물질 존재의 주요 형태 중 하나입니다. 물질 형태로서의 물질은 다양한 복잡성의 개별 입자로 구성되며 소위 자체 질량을 갖습니다.

휴식 미사.

단순하고 복잡한 물질. 동소체.

모든 물질은 다음과 같이 나눌 수 있습니다. 단순한 그리고 복잡한 .

단순 물질 하나의 화학 원소의 원자로 구성되며, 복잡한 - 여러 화학 원소의 원자에서.

화학 원소 - 이것은 동일한 핵전하를 가진 특정 유형의 원자입니다. 따라서, 원자 화학 원소의 가장 작은 입자이다.

개념 단체 개념으로 식별할 수 없음

화학 원소 . 화학 원소는 원자핵의 특정 양전하, 동위원소 구성 및 화학적 특성을 특징으로 합니다. 요소의 특성은 개별 원자를 나타냅니다. 단순 물질은 특정 밀도, 용해도, 녹는점 및 끓는점 등이 특징입니다. 이러한 특성은 원자 집합과 관련이 있으며 단순 물질마다 다릅니다.

단체 - 자유상태에서 화학원소가 존재하는 형태이다. 많은 화학 원소는 구조와 특성이 다른 여러 가지 단순 물질을 형성합니다. 이 현상을 동소체 , 그리고 형성 물질은 다음과 같습니다 동소체 변형 . 따라서 산소 원소는 산소와 오존, 탄소 원소-다이아몬드, 흑연, 카빈, 풀러렌이라는 두 가지 동소체 변형을 형성합니다.

동소체 현상은 두 가지 이유, 즉 분자 내 원자 수가 다르기 때문에 발생합니다(예: 산소 에 대한 2 그리고 아존 에 대한 3 ) 또는 다양한 결정 형태(예를 들어 탄소는 다이아몬드, 흑연, 카빈, 풀러렌과 같은 동소체 변형을 형성함)의 형성, 카빈은 1968년에 발견되었으며(A. Sladkov, 러시아) 풀러렌은 이론적으로 1973년에 발견되었습니다(D . Bochvar, 러시아) 및 1985년 - 실험적으로(G. Kroto 및 R. Smalley, 미국)

복합물질 그것들은 단순한 물질이 아니라 화학 원소로 구성되어 있습니다. 따라서 물의 일부인 수소와 산소는 특성을 지닌 기체 수소와 산소의 형태가 아니라 다음과 같은 형태로 물에 포함되어 있습니다. 강요 - 수소와 산소.

분자 구조를 가진 물질의 가장 작은 입자는 주어진 물질의 화학적 특성을 유지하는 분자입니다. 현대 개념에 따르면 분자는 주로 액체 및 기체 상태의 물질로 구성됩니다. 대부분의 고체(주로 무기물)는 분자로 구성되지 않고 다른 입자(이온, 원자)로 구성됩니다. 염, 금속 산화물, 다이아몬드, 금속 등은 분자 구조를 가지고 있지 않습니다.

상대 원자 질량

현대 연구 방법을 사용하면 극도로 작은 원자 질량을 더욱 정확하게 측정할 수 있습니다. 예를 들어, 수소 원자의 질량은 다음과 같습니다. 1,674  10 -27 kg, 탄소 - 1,993  10 -26 kg.

화학에서는 전통적으로 원자 질량의 절대 값이 사용되지 않고 상대적 값이 사용됩니다. 1961년에는 원자질량의 단위가 채택되었다. 원자 질량 단위 (약칭: a.u.m.)입니다. 1/12 탄소 동위원소 원자 질량의 일부 12 와 함께.

대부분의 화학 원소는 질량이 다른 원자(동위원소)를 가지고 있습니다. 그렇기 때문에 상대 원자 질량 (또는 단지 원자 질량) 에이 아르 자형화학 원소의 값은 원소 원자의 평균 질량과 1/12 탄소 원자 질량 12 와 함께.

원소의 원자 질량은 다음과 같습니다. 에이 아르 자형, 여기서 인덱스 아르 자형– 영어 단어의 첫 글자 상대적인 - 상대적인. 게시물 에이 아르 자형 (아), 에이 아르 자형 (영형) 에이 아르 자형 (기음)평균: 수소의 상대 원자 질량, 산소의 상대 원자 질량, 탄소의 상대 원자 질량.

상대 원자 질량은 화학 원소의 주요 특성 중 하나입니다.

상대 원자 질량(약칭으로 원자 질량) 원소의 원자 질량과 12C(탄소) 원자 질량의 1/12의 비율입니다.

이야기

처음에는 원자 질량을 계산할 때 가장 가벼운 원소인 수소 원자의 질량을 질량 단위로 취하고, 이를 기준으로 다른 원소의 질량을 계산했습니다. 그러나 대부분의 물질의 원자 질량은 산소 화합물의 구성에 따라 결정되므로 실제로 계산은 16과 동일한 것으로 간주되는 산소의 원자 질량과 관련하여 이루어졌습니다. 산소와 수소의 원자 질량 사이의 비율은 16:1로 간주되었습니다. 이후 더 정확한 측정 결과 이 비율은 15.874:1 또는 16:1.0079인 것으로 나타났습니다. 산소 원자 질량의 변화는 대부분의 원소의 원자 질량의 변화를 수반합니다. 따라서 수소의 원자 질량을 1.0077로 간주하여 산소의 원자 질량을 16으로 유지하기로 결정했습니다.

산소 질량 단위

따라서 산소 원자의 1/16을 원자 질량의 단위로 삼았으며 이를 산소 단위라고 했습니다.

나중에 자연 산소는 동위원소의 혼합물이라는 것이 밝혀졌기 때문에 산소 질량 단위는 다음과 같습니다. 천연 산소 동위원소의 평균 원자 질량.

원자 물리학의 경우 그러한 단위는 받아 들일 수없는 것으로 판명되었으며이 과학 분야에서는 산소 원자 16O 질량의 1/16이 원자 질량 단위로 받아 들여졌습니다. 결과적으로 원자 질량의 두 학교. 화학적, 물리적 형태를 취했습니다. 두 개의 원자 질량 규모의 존재는 큰 불편을 초래했습니다.

1961년에 탄소 동위원소 12C 원자 질량의 1/12을 기준으로 하는 상대 원자 질량의 통일된 척도가 채택되었습니다. 원자 질량 단위(am.u.) .

\[ 1 amu = 1.66·10^(-27) (kg) \]

현대 규모에서 산소와 수소의 상대적 질량은 각각 15.9994와 1.00794입니다.

원자는 크기가 매우 작고 질량도 매우 작습니다. 화학 원소의 원자 질량을 그램 단위로 표현하면 소수점 이하 20개가 넘는 0이 앞에 붙는 숫자가 됩니다. 따라서 원자의 질량을 그램 단위로 측정하는 것은 불편합니다.

그러나 매우 작은 질량을 하나의 단위로 취하면 다른 모든 작은 질량도 이 단위에 대한 비율로 표현될 수 있습니다. 원자 질량의 측정 단위는 탄소 원자 질량의 1/12로 선택되었습니다.

탄소 원자 질량의 1/12을 이라고 합니다. 원자 질량 단위(오전).

상대 원자 질량특정 화학 원소 원자의 실제 질량과 탄소 원자의 실제 질량의 1/12의 비율과 같은 값입니다. 두 개의 질량이 나누어져 있으므로 이는 무차원 수량입니다.

A r = m ~에. / (1/12)m 호.

하지만 절대 원자 질량값의 상대값과 동일하며 측정 단위는 a.m.u입니다.

즉, 상대 원자 질량은 특정 원자의 질량이 탄소 원자의 1/12보다 몇 배나 큰지를 나타냅니다. 원자 A의 r = 12이면 그 질량은 탄소 원자 질량의 1/12보다 12배 더 큽니다. 즉, 원자 질량 단위는 12입니다. 이는 탄소(C) 자체에서만 발생할 수 있습니다. 수소 원자(H)는 Ar = 1입니다. 이는 그 질량이 탄소 원자 질량의 1/12의 질량과 같다는 것을 의미합니다. 산소(O)의 상대 원자 질량은 16 amu입니다. 이것은 산소 원자가 탄소 원자의 1/12보다 16배 더 무겁다는 것을 의미하며, 원자 질량 단위는 16입니다.

가장 가벼운 원소는 수소이다. 그 질량은 대략 1amu와 같습니다. 가장 무거운 원자의 질량은 300amu에 가깝습니다.

일반적으로 각 화학 원소의 값은 원자의 절대 질량이며 a로 표시됩니다. e.m.은 반올림되어 있습니다.

원자 질량 단위의 값은 주기율표에 기록되어 있습니다.

분자의 경우 개념이 사용됩니다. 상대분자질량(Mr). 상대 분자량은 분자 질량이 탄소 원자 질량의 1/12보다 몇 배나 큰지를 나타냅니다. 그러나 분자의 질량은 구성 원자들의 질량의 합과 같기 때문에, 단순히 이들 원자의 상대 질량을 더하면 상대 분자 질량을 구할 수 있습니다. 예를 들어, 물 분자(H 2 O)에는 Ar = 1인 두 개의 수소 원자와 Ar = 16인 하나의 산소 원자가 포함되어 있습니다. 따라서 Mr(H 2 O) = 18입니다.

금속과 같은 많은 물질은 비분자 구조를 가지고 있습니다. 이러한 경우, 상대 분자 질량은 상대 원자 질량과 동일한 것으로 간주됩니다.

화학에서는 중요한 양을 다음과 같이 부릅니다. 화학 원소의 질량 분율분자나 물질에서. 주어진 원소가 상대적인 분자량을 얼마나 차지하는지 보여줍니다. 예를 들어, 물에서 수소는 2부분(원자가 2개이므로)과 산소 16을 차지합니다. 즉, 1kg의 수소와 8kg의 산소를 혼합하면 잔류물 없이 반응합니다. 수소의 질량 분율은 2/18 = 1/9이고, 산소의 질량 분율은 16/18 = 8/9입니다.

수업 자료를 통해 일부 화학 원소의 원자는 다른 화학 원소의 원자와 질량이 다르다는 것을 배우게 됩니다. 선생님은 전자현미경으로도 볼 수 없을 정도로 작은 원자의 질량을 화학자들이 어떻게 측정했는지 알려줄 것입니다.

주제: 초기 화학 아이디어

강의: 화학 원소의 상대 원자 질량

19세기 초. (로버트 보일의 연구로부터 150년 후) 영국의 과학자 존 돌턴은 화학 원소의 원자 질량을 결정하는 방법을 제안했습니다. 이 방법의 본질을 고려해 봅시다.

Dalton은 복잡한 물질의 분자가 서로 다른 화학 원소의 원자 하나만 포함하는 모델을 제안했습니다. 예를 들어, 그는 물 분자가 1개의 수소 원자와 1개의 산소 원자로 구성되어 있다고 믿었습니다. Dalton에 따르면 단순 물질에는 화학 원소의 원자가 하나만 포함되어 있습니다. 저것들. 산소 분자는 하나의 산소 원자로 구성되어야 합니다.

그런 다음 물질의 원소 질량 분율을 알면 한 원소의 원자 질량이 다른 원소의 원자 질량과 몇 배나 다른지 쉽게 결정할 수 있습니다. 따라서 Dalton은 물질에 포함된 원소의 질량 분율이 원자의 질량에 의해 결정된다고 믿었습니다.

산화마그네슘에서 마그네슘의 질량분율은 60%, 산소의 질량분율은 40%인 것으로 알려져 있습니다. Dalton의 추론 경로에 따라 마그네슘 원자의 질량은 산소 원자의 질량보다 1.5배 더 크다고 말할 수 있습니다(60/40 = 1.5).

과학자는 수소 원자의 질량이 가장 작다는 사실을 알아냈습니다. 수소의 질량 분율이 다른 원소의 질량 분율보다 큰 복잡한 물질은 없습니다. 따라서 그는 원소 원자의 질량을 수소 원자의 질량과 비교할 것을 제안했습니다. 그리고 이런 식으로 그는 화학 원소의 상대(수소 원자에 대한) 원자 질량의 첫 번째 값을 계산했습니다.

수소의 원자 질량은 1로 간주되었습니다. 그리고 황의 상대 질량 값은 17로 밝혀졌습니다. 그러나 얻은 모든 값은 근사치이거나 부정확했습니다. 당시의 실험 기술은 완벽하지 않았으며 물질의 구성에 대한 Dalton의 가정은 부정확했습니다.

1807년부터 1817년까지 스웨덴의 화학자 Jons Jakob Berzelius는 원소의 상대적인 원자 질량을 명확히 하기 위해 광범위한 연구를 수행했습니다. 그는 현대에 가까운 결과를 얻었습니다.

Berzelius의 작업보다 훨씬 늦게 화학 원소 원자 질량이 탄소 원자 질량의 1/12과 비교되기 시작했습니다 (그림 2).

쌀. 1. 화학원소의 상대원자질량 계산모델

화학 원소의 상대 원자 질량은 화학 원소의 원자 질량이 탄소 원자 질량의 1/12보다 몇 배나 큰지를 보여줍니다.

상대 원자 질량은 Ar로 표시됩니다. 원자 질량의 비율을 나타내기 때문에 측정 단위가 없습니다.

예: Ar(S) = 32, 즉 황 원자는 탄소 원자 질량의 1/12보다 32배 더 무겁습니다.

탄소 원자의 1/12의 절대 질량은 기준 단위이며 그 값은 매우 정확하게 계산되며 1.66 * 10 -24 g 또는 1.66 * 10 -27 kg입니다. 이 참조 질량을 원자 질량 단위 (오전).

화학 원소의 상대 원자 질량 값은 화학 교과서나 참고서 및 D.I의 주기율표에 나와 있습니다. 멘델레예프.

계산할 때 상대 원자 질량의 값은 일반적으로 정수로 반올림됩니다.

예외는 염소의 상대적 원자 질량입니다. 염소의 경우 35.5 값이 사용됩니다.

1. 화학 문제 및 연습 모음: 8학년: P.A. Orzhekovsky 및 기타 "화학, 8 학년"/ P.A. 오르제코프스키, N.A. 티토프, F.F. 헤겔. – M.: AST: Astrel, 2006.

2. 우샤코바 O.V. 화학 학습서: 8학년: P.A. Orzhekovsky 및 기타 “화학. 8학년” / O.V. 우샤코바, P.I. 베스팔로프, P.A. 오르제코프스키; 아래에. 에드. 교수 아빠. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (p. 24-25)

3. 화학: 8학년: 교과서. 일반 교육용 기관 / P.A. 오르제코프스키, L.M. Meshcheryakova, L.S. 폰탁. M.: AST: Astrel, 2005.(§10)

4. 화학: inorg. 화학 : 교과서. 8학년용. 일반 교육 기관 / G.E. 루지티스, 퓨 펠드만. – M.: 교육, OJSC "모스크바 교과서", 2009. (§§8,9)

5. 어린이를 위한 백과사전. 17권. 화학/장. ed.V.A. Volodin, Ved. 과학적 에드. I. 린슨. – M.: 아반타+, 2003.

추가 웹 리소스

1. 디지털 교육 자원의 통합 수집 ().

2. 저널 "Chemistry and Life"()의 전자 버전.

숙제

p.24-25 1~7호화학 학습서에서: 8학년: P.A. Orzhekovsky 및 기타 “화학. 8학년” / O.V. 우샤코바, P.I. 베스팔로프, P.A. 오르제코프스키; 아래에. 에드. 교수 아빠. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.

원자의 절대 질량 원자의 기본 특성 중 하나는 질량입니다. 원자의 절대(실제) 질량– 값이 매우 작습니다. 그러한 정확한 저울이 존재하지 않기 때문에 천칭으로 원자의 무게를 측정하는 것은 불가능합니다. 그들의 질량은 계산을 사용하여 결정되었습니다. 예를 들어, 수소 원자 하나의 질량은 0.000 000 000 000 000 000 000 001 663g입니다!가장 무거운 원자 중 하나인 우라늄 원자의 질량은 약 0.000 000 000 000 000 000 000 4g입니다. 이 숫자를 쓰고 읽는 것은 쉽지 않습니다. 0을 놓치거나 1을 더 추가하면 실수할 수 있습니다. 제품 형태로 작성하는 또 다른 방법이 있습니다. 4 ∙ 10−22(22는 이전 숫자의 0 개수).우라늄 원자의 정확한 질량은 3.952 ∙ 10−22 g이고, 모든 원자 중에서 가장 가벼운 수소 원자는 1.673 ∙ 10−24 g으로 작은 숫자로 계산하기가 불편합니다. 따라서 원자의 절대 질량 대신 상대 질량이 사용됩니다.

상대 원자 질량

모든 원자의 질량은 다른 원자의 질량과 비교하여 판단할 수 있습니다(질량 비율 찾기). 원소의 상대 원자 질량이 결정된 이후 다양한 원자가 비교로 사용되었습니다. 한때 수소와 산소 원자는 비교를 위한 독특한 표준이었습니다.상대원자질량의 통일된 척도와 새로운 원자질량 단위 채택 국제 물리학자 회의(1960)와 국제 화학자 회의(1961)로 통합되었습니다.현재까지 비교의 기준은 탄소 원자 질량의 1/12입니다.이 값을 원자 질량 단위라고 하며 약어로는 a.u.m입니다. 원자 질량 단위(amu) – 탄소 원자의 1/12 질량 수소와 우라늄 원자의 절대 질량이 몇 배나 다른지 비교해 봅시다. 1 amu, 이를 위해 우리는 이 숫자들을 서로 나눕니다:계산에서 얻은 값은 요소의 상대 원자 질량입니다. 탄소 원자 질량의 1/12입니다. 따라서 수소의 상대 원자 질량은 대략 1이고 우라늄의 상대 원자 질량은 238입니다.상대 원자 질량에는 측정 단위가 없다는 점에 유의하십시오. 왜냐하면 절대 질량(그램) 단위는 나눌 때 상쇄되기 때문입니다. 모든 원소의 상대 원자 질량은 D.I.의 화학 원소 주기율표에 표시되어 있습니다. 멘델레예프. 상대 원자 질량을 나타내는 데 사용되는 기호는 다음과 같습니다. Аr (문자 r은 상대라는 단어의 약어입니다.이는 친척을 의미합니다). 원소의 상대 원자 질량은 많은 계산에 사용됩니다.원칙적으로 주기율표에 주어진 값은 정수로 반올림됩니다. 주기율표의 원소들은 상대 원자 질량이 증가하는 순서로 배열되어 있습니다. 예를 들어, 주기율표를 사용하여 여러 원소의 상대적 원자 질량을 결정합니다.

Ar(O) = 16; Ar(Na) = 23; Ar(P) = 31.염소의 상대 원자 질량은 일반적으로 35.5로 표시됩니다! Ar(Cl) = 35.5