Ар бир адам бизди курчап турган денелердин атомдор менен молекулалардан тураарын билет. Алар ар кандай формага жана түзүлүшкө ээ. Химия жана физика боюнча маселелерди чыгарууда көбүнчө молекуланын массасын табуу керек болот. Бул макалада бул маселени чечүүнүн бир нече теориялык ыкмаларын карап чыгалы.
Жалпы маалымат
Молекуланын массасын кантип табууга болорун карап чыгуудан мурун, түшүнүктүн өзү менен таанышуу керек. Бул жерде кээ бир мисалдар.
Молекула адатта химиялык байланыштын тигил же бул түрү менен бириккен атомдордун жыйындысы деп аталат. Ошондой эле, алар ар кандай физикалык жана химиялык процесстерде бир бүтүн катары каралышы керек жана каралышы мүмкүн. Бул байланыштар иондук, коваленттик, металлдык же ван-дер-Ваальс болушу мүмкүн.
Белгилүү суунун молекуласында H2O химиялык формуласы бар. Андагы кычкылтек атому эки суутек атому менен полярдык коваленттик байланыштар аркылуу байланышкан. Бул түзүлүш суюк суунун, муздун жана буунун көптөгөн физикалык жана химиялык касиеттерин аныктайт.
Табигый газ метан молекулярдык заттын дагы бир жаркын өкүлү. Анын бөлүкчөлөрү пайда болоткөмүртек атому жана төрт суутек атому (CH4). Мейкиндикте молекулалар тетраэдр формасында, борборунда көмүртек бар.
Аба газдардын татаал аралашмасы, ал негизинен O2 кычкылтек молекулаларынан жана N2 азотунан турат. Эки түр тең күчтүү кош жана үч коваленттүү полярдуу эмес байланыштар аркылуу туташкан, бул аларды химиялык жактан өтө инерттүү кылат.
Молярдык массасы аркылуу молекуланын массасын аныктоо
Химиялык элементтердин мезгилдик системасында көп сандагы маалымат бар, алардын арасында атомдук масса бирдиктери (аму) бар. Мисалы, суутек атомунун аму 1, кычкылтек атому 16. Бул сандардын ар бири тиешелүү элементтин атомдорунун 1 моль камтыган системанын граммдагы массасын көрсөтөт. Эскерте кетсек, 1 моль заттын өлчөмүн өлчөө бирдиги Авогадро санына NA туура келген системадагы бөлүкчөлөрдүн саны болуп саналат, ал 6.0210 барабар. 23.
Молекуланы карап жатканда аму эмес, молекулалык салмак түшүнүгүн колдонушат. Акыркысы а.м.у.нун жөнөкөй суммасы. молекуланы түзгөн атомдор үчүн. Мисалы, H2O үчүн молярдык масса 18 г/моль, ал эми O2 үчүн 32 г/моль болмокчу. Жалпы түшүнүккө ээ болгондон кийин, эсептөөлөргө өтсөңүз болот.
Молярдык массаны M молекуланын массасын эсептөө үчүн колдонууга оңой m1. Бул үчүн жөнөкөй формуланы колдонуңуз:
m1=M/NA.
Кээ бир тапшырмалардасистеманын массасы м жана андагы заттын саны n берилиши мүмкүн. Бул учурда бир молекуланын массасы төмөнкүчө эсептелет:
m1=m/(nNA).
Идеалдуу газ
Бул түшүнүк мындай газ деп аталат, анын молекулалары туш келди ар кандай багытта жогорку ылдамдыкта жылып, бири-бири менен өз ара аракеттенишпейт. Алардын ортосундагы аралыктар өз өлчөмдөрүнөн алда канча ашып кетет. Мындай модель үчүн төмөнкү туюнтма туура болот:
PV=nRT.
Менделеев-Клапейрон закону деп аталат. Көрүнүп тургандай, теңдеме Р басымын, V көлөмүн, абсолюттук температураны T жана заттын n санын байланыштырат. Формулада R - газ константасы, сан жагынан 8.314. Жазылган мыйзам универсалдуу деп аталат, анткени ал системанын химиялык курамынан көз каранды эмес.
Эгер үч термодинамикалык параметр белгилүү болсо - T, P, V жана системанын m мааниси, анда идеалдуу газ молекуласынын массасын m1 аныктоо кыйын эмес. төмөнкү формула боюнча:
m1=mRT/(NAPV).
Бул туюнтманы газдын тыгыздыгы ρ жана Больцман туруктуулугу боюнча да жазууга болот kB:
m1=ρkBT/P.
Мисал көйгөй
Кээ бир газдын тыгыздыгы 1,225 кг/м3атмосфералык басымда 101325 Па жана температура 15 oC экендиги белгилүү.. Молекуланын массасы канча? Кайсы газ жөнүндө айтып жатасыз?
Анткени бизге басым, тыгыздык жана температура берилгенсистемасы, анда бир молекуланын массасын аныктоо үчүн мурунку абзацта алынган формуланы колдоно аласыз. Бизде:
m1=ρkBT/P;
m1 =1, 2251, 3810-23288, 15/101325=4, 807 10-26 kg.
Маселенин экинчи суроосуна жооп берүү үчүн газдын молярдык массасын M табалы:
M=m1NA;
M=4,80710-266,021023=0,029 кг/моль.
Молярдык массанын алынган мааниси газ абасына туура келет.
