В химии используют такие физические величины: масса, объем, количество вещества, плотность, атомная масса, относительная атомная и молекулярная (формульная) масса, молярная масса, молярный объем, плотность газов,
давление, температура, время, концентрация, скорость химической реакции, электрический заряд и т.д..
Для вычисления масс атомов и молекул в химии используют три физические величины: масса атома и молекулы, относительную атомную и молекулярную массу, атомную и молекулярную массу.
Масса атома и масса молекулы - это массы атомов и молекул, выраженные в единицах СИ, т.е. в килограммах (или граммах).
Относительная атомная масса
Атомы - чрезвычайно мелкие частицы с очень малыми массами. Например, масса атома
Водорода равна 1,67 -10-27 кг. Пользоваться такими величинами очень неудобно, а потому в химии, как и в других естественных науках, сегодня используют относительную атомную массу - физическую величину, которая показывает, во сколько раз массы атомов химических элементов крупнее определенной величины, называется атомной единицы массы. Эта величина составляет 1/12 массы атома нуклида углерода 12 C. Масса атома этого нуклида, равная 19,93-10-27 кг, принята за 12 а. в. г. Из этого следует, что 1 а. в. г. = 1,66-10-27 кг.
Относительные атомные массы химических элементов получают при разделении масс соответствующих атомов на атомную единицу массы. Если провести такое разделение, то можно определить, что относительная атомная масса водорода равна 1,00797 (округленно 1), а кислорода - 15,9994 (округленно 16) и другие.
Таким образом, относительная атомная масса - это физическая величина, определяемая отношением массы атома элемента к массе одной двенадцатой массы атома нуклида углерода 12 C.
Относительную атомную массу обозначают символом Ar, где индекс г - первая буква английского слова «relative», что означает «относительный». Поскольку относительная атомная масса - величина относительная, полученная отношением двух масс, то она не имеет размерности. Пример записи: Ar (H) = 1,008, Ar (U) = 238,03.
Относительная молекулярная (формульная) масса - это физическая величина, определяемая отношением массы молекулы к массе одной двенадцатой массы атома нуклида углерода 12C.
Относительную молекулярную массу обозначают символом Mr и аналогично относительной атомной массы она не имеет единицы измерения.
Относительную молекулярную массу вычисляют по химической формуле вещества как сумму относительных атомных масс всех атомов (с учетом их количества), входящих в состав молекулы. В общем виде:
Mr (BbCcDd) = bAr (B) + cAr (C) + dAr (D).
Если вещество состоит не из молекул (вещества ионной или атомной строения), то для нее вместо термина «молекулярная масса» правильно применять термин «формульная масса», поскольку эти вещества не имеют молекул. Содержание термина заключается в том, что это масса частицы, записанной определенной формуле. Определяют фор-мульну массу так же, как и молекулярную.
Атомная масса и молекулярная масса - это масса атомов и молекул, выраженная в атомных единицах массы. Ее вычисляют так же, как и относительную атомную и молекулярную массы, и численно эти величины равны. Единственное отличие - атомная и молекулярная массы имеют единицу измерения 1 а. в. г.
Количество вещества - это физическая величина, определяемая числом частиц - структурных элементов вещества: молекул, атомов, ионов. Количество вещества обозначают латинской буквой n.
Единица измерения количества вещества - моль. 1 моль - это такое количество вещества, содержащее столько же структурных элементов вещества (молекул, атомов, ионов), сколько содержится атомов в образце вещества, содержащего только нуклиды углерода 12C массой 0,012 кг.
В образцовые нуклида углерода C массой 0,012 кг содержится 6,022-1023 атомов углерода. Итак, можно сказать, что 1 моль - это такое количество вещества, которое содержит 6,022-1023 структурных элементов вещества (молекул, атомов, ионов).