Заттардын составы татаал, бирок алар майда бөлүкчөлөр – атомдор, молекулалар, иондордон түзүлөт. Көптөгөн суюктуктар жана газдар, ошондой эле кээ бир катуу заттар молекулалык түзүлүшкө ээ. Металлдар жана көптөгөн туздар атомдордон жана заряддуу иондордон турат. Бардык бөлүкчөлөрдүн, атүгүл эң кичинекей молекуланын да массасы бар. Молекуланын массасы, килограмм менен көрсөтүлсө, өтө аз мааниге ээ болот. Мисалы, m (Н2О)=30 • 10-27 кг. Микробөлүкчөлөрдүн массасы жана өлчөмү сыяктуу бир заттын маанилүү мүнөздөмөлөрү физиктер жана химиктер тарабынан көптөн бери изилденип келген. Негиздери Михаил Ломоносовдун жана Джон Далтондун эмгектеринде түптөлгөн. Андан бери микродүйнөдөгү көз караштар кандай өзгөргөнүн карап көрүңүз.
Ломоносовтун "корпускулалар" жөнүндөгү идеялары
Заттын дискреттүү түзүлүшү жөнүндөгү божомолду байыркы Грециянын окумуштуулары айтышкан. Ошол эле учурда «атом» аталышы ааламдын «кирпичи» болгон денелердин эң кичинекей бөлүнгүс бөлүкчөсүнө берилген. Орустун улуу изилдөөчүсү М. В. Ломоносов физикалык каражаттар менен бөлүнбөй турган заттын түзүлүшүнүн анчалык деле кичинекей бөлүкчөсү – корпускула жөнүндө жазган. Кийинчерээк башка илимпоздордун эмгектеринде ал «молекула» деп аталып калган.
Молекуланын массасы, ошондой эле анын өлчөмдөрү аны түзгөн атомдордун касиеттери менен аныкталат. Окумуштуулар узак убакыт бою микродүйнөнү терең изилдей алышкан эмес, бул химия менен физиканын өнүгүшүнө тоскоол болгон. Ломоносов кесиптештерин так сандык маалыматтарга - «өлчөмгө жана салмакка» изилдөө жана таянууга бир нече жолу чакырган. Орус химиги менен физи-гинин эмгегинин аркасында материянын тузулушу женундегу доктрина-нын негиздери тузулду, ал гармониялуу атомдук-молекулалык теориянын составдык белугу болуп калды.
Атомдор жана молекулалар "ааламдын курулуш материалы"
Микроскопиялык жактан кичинекей денелер да татаал, ар кандай касиеттерге ээ. Ядро жана электрон катмарларынан пайда болгон атомдор сыяктуу бөлүкчөлөр оң жана терс заряддардын саны, радиусу жана массасы боюнча айырмаланат. Атомдор жана молекулалар заттардын составында өзүнчө жок, алар ар кандай күчтөр менен тартылышат. Тартуу күчтөрүнүн таасири катуу заттарда көбүрөөк байкалат, суюктуктарда алсызыраак, газ түрүндөгү заттарда дээрлик сезилбейт.
Химиялык реакциялар атомдордун бузулушу менен коштолбойт. Көбүнчө, алардын кайра түзүлүшү, башка молекула пайда болот. Молекуланын массасы ал кандай атомдордон пайда болгонуна жараша болот. Бирок бардык өзгөрүүлөр менен атомдор химиялык бөлүнгүс бойдон калууда. Бирок алар ар кандай молекулалардын бир бөлүгү болушу мүмкүн. Ошол эле учурда атомдор өздөрү таандык болгон элементтин касиеттерин сактап калышат. Молекула атомдорго айланганга чейин заттын бардык белгилерин сактап калат.
Денелердин түзүлүшүнүн микробөлүкчөлөрү – молекула. Молекула массасы
Макрообъекттердин массасын өлчөө үчүн приборлор колдонулат, алардын эң эскиси тараза. Өлчөөнүн натыйжасы килограммда оңой алынат, анткени бул физикалык чоңдуктардын эл аралык системасынын (СИ) негизги бирдиги. Молекуланын массасын килограмм менен аныктоо үчүн бөлүкчөлөрдүн санын эске алуу менен атомдук массаларды кошуу керек. Ыңгайлуу болуу үчүн атайын массанын бирдиги, атом киргизилген. Сиз аны тамга аббревиатурасы (a.m.u.) катары жазсаңыз болот. Бул бирдик көмүртек нуклидинин массасынын он экиден бирине туура келет 12C.
Табылган маанини стандарттык бирдиктер менен көрсөтсөк, 1,66 • 10-27 кг алабыз. Физиктер негизинен денелердин массасы үчүн ушундай кичинекей көрсөткүчтөр менен иштешет. Макалада кээ бир химиялык элементтердин атомдорунун массалары эмнеге барабар экенин биле ала турган таблица бар. Бир суутек молекуласынын массасы канча килограмм экенин билүү үчүн таблицада берилген бул химиялык элементтин атомдук массасын экиге көбөйтөбүз. Натыйжада эки атомдон турган молекуланын массасынын маанисин алабыз.
Салыштырмалуу молекулалык салмагы
Өтө кичинекей маанилер менен эсептөөдө иштөө кыйын, ал ыңгайсыз, убакытты талап кылат, каталарга алып келет. Ал эми микробөлүкчөлөрдүн массасына келсек, оор абалдан чыгуунун жолу салыштырмалуу баалуулуктарды колдонуу болду. Химиктерге тааныш термин эки сөздөн турат - "атомдук масса", анын белгилениши Ар. Молекулярдык салмак (молекуланын массасы менен бирдей) үчүн бирдей түшүнүк киргизилген. Эки чоңдукка тиешелүү формула: Mr=m(v-va)/1/12 м(12C).
Адамдар "молекулярдык салмак" деп айтышат. Бул эскирген термин дагы эле молекуланын массасына карата колдонулат, бирок азыраак жана азыраак. Чындыгында, салмак дагы бир физикалык чоңдук - дененин географиялык координаттарына көз каранды күч. Тескерисинче, масса химиялык процесстерге катышып, кадимки ылдамдыкта кыймылдаган бөлүкчөлөрдүн туруктуу мүнөздөмөсү катары кызмат кылат.
Молекуланын массасын кантип аныктоого болот
Молекуланын салмагын так аныктоо прибор – масс-спектрометрдин жардамы менен жүргүзүлөт. Маселелерди чечүү үчүн мезгилдик системанын маалыматын колдоно аласыз. Мисалы, кычкылтек молекуласынын массасы 16 • 2=32. Жөнөкөй эсептөөлөрдү жүргүзүп, Mr(H2O) – суунун салыштырмалуу молекулярдык салмагынын маанисин табалы. Мезгилдик таблица боюнча кычкылтек атомунун массасы 16, суутек - 1 экенин аныктайбыз. Жөнөкөй эсептөөлөрдү жүргүзөлү: Mr(H2 O)=1 • 2 + 16=18, мында Mr – молекулалык салмак, H2O – суунун молекуласы, H - суутек элементинин символу, O - кычкылтектин химиялык белгиси.
Изотоптун массалары
Табигаттагы жана технологиядагы химиялык элементтер атомдордун бир нече түрү - изотоптор түрүндө болот. Алардын ар биринин жеке массасы бар, анын мааниси бөлчөк мааниге ээ боло албайт. Бирок химиялык элементтин атомдук массасы көбүнчө бир нече ондук бөлүктөн турган сан болуп саналат. Эсептөөлөр эске алынатар бир түрдүн жер кыртышында таралышы. Демек, мезгилдик системадагы атомдордун массалары дайыма эле бүтүн сандар эмес. Эсептөөлөр үчүн мындай чоңдуктарды колдонуп, биз молекулалардын массаларын алабыз, алар да бүтүн эмес. Кээ бир учурларда маанилерди тегеректештирүүгө уруксат берилет.
Молекулярдык эмес заттардын молекулалык салмагы
Көпчүлүк органикалык эмес заттардын молекулярдык структурасы жок. Металлдар атомдордон, иондордон жана эркин электрондордон, туздар катиондордон жана аниондордон турат. Молекулярдык эмес түзүлүштөгү заттар үчүн шарттуу молекулалардын массасы да эң жөнөкөй составды чагылдырган гросстук формула боюнча эсептелет. Формуласы NaCl болгон иондук түзүлүштөгү зат – аш тузу үчүн Mrдын маанисин табалы. Mr=23 + 35,5=55,5 Кээ бир эсептөөлөр абанын молекулалык салмагын талап кылат - газдардын аралашмасы. Атмосферадагы түрдүү заттардын пайызын эске алганда, абанын молекулалык салмагы 29.
Молекулалардын өлчөмү жана массасы
Чоң молекулалардын электрондук микросүрөттөрүндө айрым атомдорду көрүүгө болот, бирок алар ушунчалык кичинекей болгондуктан кадимки микроскопто көрүнбөйт. Кандайдыр бир заттын бөлүкчөсүнүн сызыктуу өлчөмү, массасы сыяктуу, туруктуу мүнөздөмөсү болуп саналат. Молекуланын диаметри анын курамындагы атомдордун радиустарына, алардын өз ара тартылышына көз каранды. Бөлүкчөлөрдүн өлчөмдөрү протондордун санынын жана энергия деңгээлинин көбөйүшү менен өзгөрөт. Суутек атому өлчөмү боюнча эң кичине, анын радиусу болгону 0,5 • 10-8 см. Уран атому суутек атомунан үч эсе чоң. Микрокосмостун чыныгы «гиганттары» органикалык заттардын молекулалары. Ошентип,белок бөлүкчөлөрүнүн биринин сызыктуу өлчөмү 44 • 10-8 карагыла
Кыскача айтканда: молекулалардын массасы бул аларды түзгөн атомдордун массаларынын суммасы. Килограммдагы абсолюттук маанини мезгилдик таблицада табылган молекулярдык салмактын маанисин 1,66га көбөйтүү аркылуу алууга болот • 10-27 кг.
Молекулалар макрообъекттерге салыштырмалуу анча деле чоң эмес. Мисалы, көлөмү жагынан бир суу молекуласы H2O алмадан бир топ кичине, бул мөмө биздин планетадан кичине.
