化学家经常用摩尔质量和分子质量来测量物质。例如,确定圆柱体中分子的数量。化学研究原子和分子在原子尺度上的相互作用。
首先,分子是指相似或不同原子按比例排列的组成。这些分子可以根据每个分子的物理和化学性质形成化合物。
简言之,分子质量是指物质的总质量。它是特定物质分子中单个原子的平均质量之和。
为了确定化合物X的分子质量,你必须把组成中所有元素的原子质量加起来,包括它们的乘法,按式中的下标。
我们将用下面的一个例子来说明。这些原子质量直接取自元素周期表。它们是以原子质量单位(amu)来测量的,分子质量也是如此。
例1:
测定H2O和CH3CH2OH的分子量。
回答:
你必须评估给定分子式的组成,并从周期表中得出它们的原子质量。考虑下标。
例如,H2O表示有两个氢原子和一个氧原子。根据元素周期表,氢的原子质量为1.0079 amu,氧的原子质量为15.9994 amu。化合物的分子量为2(1.0079)+15.9994=18.0152 amu。
为了确定乙醇的分子量,问题中给出的另一个公式,我们遵循同样的步骤。有2个碳原子,6个氢原子和1个氧原子。碳原子的原子质量为12.011amu。也就是说,CH3CH2OH的分子量为2(12.011)+6(1.0079)+1(15.9994)=46.069 amu。为了便于练习,计算乙烷(C2H4)和二氧化碳的分子式。
关于摩尔质量概念,它被定义为物质摩尔的质量,单位为千克或克。通常,摩尔质量的单位是克/摩尔。一摩尔氧元素的质量为15.9994克。因此,摩尔质量将为15.9994 g/mol。例如,对于二氧化碳化合物,摩尔质量定义为该化合物中1摩尔分子的质量。阿伏伽德罗数,6.022x1023经常用来表示摩尔质量等于的原子、分子和其他单位的数量。例如,H2O的摩尔质量等于每摩尔6.022×1023水分子的质量(单位:克)。如果这听起来太技术化,我们将用下面的例子来说明:
例2:
测定乙醇的摩尔质量。
回答:
在第一个例子中,我们测定了乙醇(C2H5OH)的分子量。不要被前面提到的不同公式所迷惑。我们刚刚讨论了乙醇分子式的结构安排,尽管原子的比例保持不变。
乙醇含有6.022×1023个分子,摩尔质量等于含有这些分子的乙醇的质量。我们发现乙醇的分子质量是46.069个原子质量单位。在计算摩尔质量时遵循相同的程序。
一摩尔乙醇有2摩尔碳原子,6摩尔氢原子和一摩尔氧原子。从周期表中取原子质量,我们发现摩尔质量为2(12.011g)+6(1.0079g)+15.9994g,等于46.069g/mo。注意相同的值,但单位不同。
注:任何化学物质的摩尔质量是指其原子质量或分子质量,单位为克每摩尔。数值相同,但单位不同。
练习2:
计算磷酸钙(Ca3(PO4)2)的摩尔质量。答案应该是310.177g/mol。
关于碳,天然碳的摩尔质量与周期表中的碳-12同位素不同。当然,碳中含有碳-12、碳-13和碳-14,但一摩尔碳中仍含有6.022×1023,但这些同位素的比例不同。
摩尔质量是用物质的总质量(即每个原子的平均质量)除以摩尔量来确定的。结果是克每摩尔或千克每摩尔。分子质量是通过计算与碳-12同位素的1/12有关的物质质量来确定的。
分子质量是指分子的质量,而摩尔质量是指一摩尔物质的质量。
摩尔质量用克每摩尔表示,而分子质量用原子质量单位表示。国际单位制的这种表达方式可以追溯到上述这些概念的定义。
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