Учимся считать «вес» атомов и молекул в особых единицах и находить, какую часть массы молекулы занимает каждый элемент. Это первый серьёзный навык расчётов — дальше без него никуда.
Атомы очень лёгкие. Масса атома водорода примерно 0,0000000000000000000000017 грамма. Такими числами пользоваться нельзя — запутаешься в нулях. Поэтому химики придумали сравнивать массы атомов с одной выбранной, а не измерять их в граммах.
За единицу сравнения взяли 1/12 часть массы атома углерода. Её назвали атомной единицей массы (а.е.м.). Тогда все массы атомов становятся удобными числами.
Представь, что мы взвешиваем животных, но не в килограммах, а «в кошках». Скажем: мышь — 0,03 кошки, а слон — 3000 кошек. Удобно и наглядно. Так и с атомами: единица — «кусочек углерода».
Относительная атомная масса (Ar) показывает, во сколько раз масса атома данного элемента больше, чем 1/12 массы атома углерода.
Важно: у Ar нет единиц измерения. Это просто число. У каждого элемента оно написано в его клетке в таблице Менделеева — обычно внизу под символом.
Примеры Ar для часто встречающихся элементов:
| Элемент | Символ | Ar | Округлённо |
|---|---|---|---|
| водород | H | 1,008 | 1 |
| углерод | C | 12,01 | 12 |
| азот | N | 14,01 | 14 |
| кислород | O | 16,00 | 16 |
| натрий | Na | 22,99 | 23 |
| сера | S | 32,06 | 32 |
| хлор | Cl | 35,45 | 35,5 |
| железо | Fe | 55,85 | 56 |
| медь | Cu | 63,55 | 64 |
Относительная молекулярная масса (Mr) — это сумма всех Ar, входящих в формулу, с учётом индексов. Тоже без единиц измерения.
Например, для воды H₂O:
Пошагово для CO₂:
Разберём ещё несколько примеров. Обрати внимание на скобки: если у группы есть индекс, каждая Ar внутри умножается на этот индекс.
| Формула | Расчёт | Mr |
|---|---|---|
| H₂ | 1 × 2 | 2 |
| O₂ | 16 × 2 | 32 |
| H₂O | 1 × 2 + 16 | 18 |
| CO₂ | 12 + 16 × 2 | 44 |
| NaOH | 23 + 16 + 1 | 40 |
| H₂SO₄ | 1 × 2 + 32 + 16 × 4 | 98 |
| Ca(OH)₂ | 40 + (16 + 1) × 2 | 74 |
| Al₂(SO₄)₃ | 27 × 2 + (32 + 16 × 4) × 3 | 342 |
В Ca(OH)₂ индекс 2 относится ко всей группе OH. Значит, у нас 2 атома O и 2 атома H: (16 + 1) × 2 = 34. А кальций один: 40. Итого: 74.
Иногда важно понять: какую часть массы молекулы даёт каждый элемент. Например, в воде H₂O большая часть массы — это кислород (16 из 18), а на водород приходится всего 2 из 18.
Долю элемента в веществе называют массовой долей и обозначают греческой буквой ω (омега). Она показывает, какая часть общей массы приходится на этот элемент.
Результат — доля от целого, то есть число от 0 до 1. Чтобы получить проценты, умножаем на 100 %.
А теперь проверим, что знание массовой доли — не просто математика. Возьмём два вещества: FeO и Fe₂O₃. В обоих есть железо, но его доля разная. В FeO: 56 / 72 = 0,777 = 77,7 %. В Fe₂O₃: 112 / 160 = 0,7 = 70 %. Значит, в FeO железа «больше по массе». Именно поэтому руду FeO выгоднее использовать для получения железа — из одной тонны руды получится больше металла.
Введи формулу — калькулятор посчитает Mr. А если выберешь элемент, посчитает и его массовую долю.
16 вопросов. В одних выбери ответ, в других введи число или формулу. Проценты пиши числом без знака %, доли — десятичной дробью или через запятую.
Разберём тему один на один: покажу, как быстро считать Mr и массовую долю, пока не будет получаться на автомате.
Записаться на занятие