Химия · 8 класс · Химия ФГОС · урок 11 · только теория
Относительная атомная масса. Относительная молекулярная масса
Эта тема — первый шаг в мир химических расчётов: мы узнаём, как сравнивать массы атомов и молекул, не взвешивая их на весах. Относительные массы — это ключ к пониманию формул, уравнений реакций и даже к тому, почему одни вещества тяжелее других.
Чему учимся понимать
Научиться находить относительную атомную и молекулярную массу веществ по таблице Менделеева и понимать, зачем это нужно.
Зачем это нужно
Относительные массы позволяют химикам «взвешивать» невидимые частицы и рассчитывать, сколько веществ нужно для реакции. Это основа для всех дальнейших расчётов в химии — от школьных задач до промышленного синтеза лекарств и материалов.
Опорные понятия
Главные тезисы
- Массы атомов и молекул слишком малы, чтобы их взвешивать в граммах, поэтому используют относительные величины.
- Относительная атомная масса показывает, во сколько раз масса атома больше 1/12 массы атома углерода-12.
- Относительная молекулярная масса равна сумме относительных атомных масс всех атомов в молекуле (с учётом индексов).
- Значения Ar в таблице Менделеева — это средние массы смеси изотопов, поэтому они дробные.
- Mr не имеет единиц измерения, это просто число, показывающее отношение масс.
- По формуле вещества можно рассчитать, во сколько раз одна молекула тяжелее другой.
Определения
- Атомная единица массы (а.е.м.)
- Это 1/12 массы атома углерода-12. Она равна примерно 1,66 × 10⁻²⁷ кг и служит эталоном для сравнения масс атомов.
- Относительная атомная масса (Ar)
- Число, показывающее, во сколько раз масса атома данного элемента больше 1/12 массы атома углерода-12. Значения Ar приведены в таблице Менделеева.
- Относительная молекулярная масса (Mr)
- Число, показывающее, во сколько раз масса молекулы (или формульной единицы) больше 1/12 массы атома углерода-12. Рассчитывается как сумма Ar всех атомов в формуле.
- Индекс
- Цифра в химической формуле, которая показывает число атомов данного элемента в молекуле. Например, в H₂O индекс 2 означает два атома водорода.
Ключевые факты и правила
- За эталон принята 1/12 массы атома углерода-12, поэтому Ar(C) = 12 (точно).
- Ar — безразмерная величина, её значения округляют до целых (кроме хлора: 35,5).
- Mr = сумма Ar всех атомов с учётом индексов. Например, Mr(H₂O) = 2·1 + 16 = 18.
- Относительная молекулярная масса численно равна молярной массе (г/моль), но это понятие вводится позже.
- В таблице Менделеева Ar указана как среднее значение по природным изотопам, поэтому у многих элементов она дробная (например, Cl = 35,5).
Теория
Шаг 1. Вспомним, что атомы невероятно малы, и их массы в граммах — это числа с 24 нулями после запятой. Поэтому договорились сравнивать массы с эталоном — 1/12 массы атома углерода.
Шаг 2. Вводим понятие Ar: это число из таблицы Менделеева, показывающее, во сколько раз атом тяжелее эталона. Учимся находить Ar по таблице.
Шаг 3. Объясняем, что молекула состоит из атомов, поэтому её масса — это сумма масс всех атомов. Показываем, как считать Mr по формуле с индексами.
Шаг 4. Тренируемся на простых примерах (H₂O, CO₂), затем переходим к более сложным (H₂SO₄, CaCO₃).
Шаг 5. Обсуждаем типичные ошибки и делаем мини-проверку.
Примеры
- Пример 1расчёт
Рассчитаем Mr(H₂SO₄)
Решение
- 2·1 (водород) + 32 (сера) + 4·16 (кислород) = 98
- Пример 2расчёт
Сравним
Решение
- Mr(CO₂) = 12 + 2·16 = 44, а Mr(H₂) = 2·1 = 2
- Значит, углекислый газ в 22 раза тяжелее водорода
- Пример 3расчёт
В задачах
Решение
- найти Mr(CaCO₃) = 40 + 12 + 3·16 = 100
- Это мел, мрамор, известняк
Интересно знать
- Самый лёгкий атом — водород (Ar = 1), а самый тяжёлый из встречающихся в природе — уран (Ar ≈ 238).
- Если бы атом водорода весил 1 грамм, то атом урана весил бы 238 граммов — как небольшая гиря!
- Именно из-за изотопов хлор имеет Ar = 35,5, а не целое число: в природе есть смесь атомов с массами 35 и 37.
Связанные темы
- Химические формулы. Индексы и коэффициенты
- Молярная масса. Количество вещества
- Массовая доля элемента в соединении