Химический элемент. Атомная и молекулярная масса. Моль

Атом – наименьшая частица химического элемента, сохраняющая все его химические свойства.

Элемент – это вид атомов с одинаковым зарядом ядра.

Молекула – нейтральная наименьшая совокупность атомов, обладающая определенным составом и структурой и, как следствие, определенными физическими и химическими свойствами. Это наименьшая частица вещества.

Важной характеристикой атома является его атомная масса, абсолютная величина очень мала, поэтому для практических целей пользуются относительной атомной массой.

Относительная атомная масса  – это масса атома, выраженная в атомных единицах массы (а.е.м), она показывает во сколько раз масса атома данного элемента тяжелее 1/12 атома углерода ¹²С:

1 а.е.м. = 1/12   = 1/12 × 1,9927 × 10^–23 = 1,66057 × 10^–24 г.

Относительная молекулярная масса  вещества – масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы.

В химии с единицами массы и объема применяется единица количества вещества – моль.

Моль – это количество вещества, содержащее столько формульных единиц, сколько атомов содержится 12 г изотопа углерода ¹²С.При использовании термина «моль» следует указывать частицы (моль молекул, атомов и т.д.).

Количество частиц в 1 моле любого вещества одно и то же и равно 6,02 × 10²³. Это число называется числом Авогадро и обозначается N_A.

Количество молей вещества n_x, моль, – это физическая величина, пропорциональная числу структурных единиц этого вещества:

 

,                         (1.1)

 

где  – число частиц вещества;  – число Авогадро.

Молярная масса , г/моль, –масса одного моль-вещества, численно она равна отношению массы вещества к количеству:

 

,                                  (1.2)

 

где  –масса вещества, г;   –количество вещества, моль.

Необходимо различать молярную массу  и молекулярную массу , выраженную в а.е.м. Если молярная масса  выражена в г/моль, то численные значения их равны, если молярная масса в кг/моль, то значение 1000 раз меньше [1,3].

Пример. Молекулярная масса соляной кислоты  составляет
36,5 а.е.м, а ее молярная масса  – 36,5 г/моль, или 36,5×10^–3 кг/моль.

Закон Авогадро

В равных объемах различных газов при одинаковых условиях (температура и давление) содержится одинаковое число молекул.
Впоследствии это число было названо числом (константой) Авогадро, N_a = 6,022 · 10²³ моль^–1.

Следствия из закона Авогадро:

1 моль любого вещества содержит 6,0221 · 10²³ число молекул.

1 моль любого газа при одинаковых условиях занимает постоянный объем. Это объем при нормальных условиях (н. у.), т.е. Т = 273 К и
р = 101,3 кПа равен 22,4 л/моль (дм³/моль). Данный объем называется молярным, и его обозначают .

Молярный объем  вещества  – это отношение объема вещества к количеству моль этого вещества:

 = 22,4 дм³/моль,                            (1.3)

 

где  –объем вещества, дм³;  –количество вещества, моль.