Масса молекул в физике

Масса молекул

Масса молекул (за исключением молекул органических веществ, например, белков) очень мала. Так, масса молекулы воды составляет около . Работать с такими малыми цифрами неудобно, поэтому в физике и химии принято выражать массы атомов и молекул в относительных единицах.

Атомная единица массы (а.е.м.) — единица массы, равная 1/12 массы атома изотопа углерода :

Чтобы перевести значение массы атомов или молекул, выраженной в а.е.м., т. е. относительную молекулярную (или атомную) массу вещества в единицу массы СИ (кг), пользуются формулой:

где — постоянная Авогадро.
Относительная молекулярная масса (атомная масса) — относительное значение массы молекулы (атома), выраженное в атомных единицах массы:

где — относительная молекулярная (атомная) масса;
— масса молекулы (атома), выраженная в единицах СИ (кг); — масса молекулы изотопа углерода , выраженная в тех же единицах, что и .

Атомная масса была взята Д. И. Менделеевым за основную характеристику элемента при открытии им периодической системы элементов. Атомная масса дробная величина, в отличие от массового числа — количества нуклонов в атоме.
Относительная молекулярная масса вещества складывается из относительных атомных масс (а.м.), входящих в молекулу элементов. Например: .
Атомные массы всех химических элементов точно измерены.

Моль — количество вещества, масса которого, выраженная в граммах, численно равна относительной атомной (молекулярной) массе.
Моль — единица количества вещества в СИ (одна из основных единиц СИ).

В 1 моле содержится столько молекул (атомов или других частиц вещества), сколько атомов содержится в 0,012 кг нуклида углерода с атомной массой 12.
Из этого определения следует, что в одном моле любого вещества содержится одно и то же число атомов или молекул.
Число это называется постоянной Авогадро и обозначается :


Постоянная Авогадро (число Авогадро) — это число атомов (молекул или других структурных элементов вещества), содержащихся в 1 моле.

Постоянная Авогадро — одна из фундаментальных физических констант. Она входит в некоторые другие постоянные, например в постоянную Больцмана.

Количество вещества — это число частиц вещества (атомов, молекул), выраженное в молях. Учитывая определение моля и числа Авогадро, можно сказать, что количество вещества равно отношению числа молекул в данном теле к постоянной Авогадро , т. е к числу молекул в 1 моле вещества:

(2.1)

Молярной массой вещества называют массу вещества, взятого в количестве 1 моль:

(2.2)

где масса молекулы данного вещества.
Поскольку для любого тела его масса связана с количеством молекул в нём соотношением

(2.3)

то из (2.1), (2.2) и (2.3) получим:

(2.4)

Количество вещества равно отношению массы вещества к его молярной массе.
Из (2.4) и (2.1) получаем:

выражение для числа молекул в теле с массой и молярной массой .



Эта лекция взята со страницы лекций по всем темам предмета физика:

Предмет физика

Возможно эти страницы вам будут полезны:

Звук в физике
Скорость звука в физике
Броуновское движение в физике
Диффузия в физике