Молекула: масса молекулы. Размеры и масса молекул

Состав веществ сложный, хотя образованы они крохотными частицами — атомами, молекулами, ионами. Молекулярное строение имеют многие жидкости и газы, а также некоторые твердые тела. Из атомов и заряженных ионов состоят металлы, многие соли. Все частицы обладают массой, даже самая крохотная молекула. Масса молекулы, если выразить ее в килограммах, получает очень маленькое значение. Например, m (Н2О) = 30 • 10-27 кг. Такие важнейшие характеристики вещества, как масса и размеры микрочастиц, издавна изучают физики и химики. Основы были заложены в трудах Михаила Ломоносова и Джона Дальтона. Рассмотрим, как изменились с тех пор взгляды на микромир.

Представления Ломоносова о «корпускулах»

Предположение о дискретном строении вещества высказывали ученые Древней Греции. Тогда же было дано название «атом» мельчайшей неделимой частице тел, «кирпичику» мироздания. Великий русский исследователь М. В. Ломоносов писал о ничтожно малой, неделимой физическими способами частице строения вещества — корпускуле. Позже в трудах других ученых она получила название «молекула».


Масса молекулы, а также ее размеры, определяются свойствами составляющих ее атомов. Долгое время ученым не удавалось заглянуть вглубь микромира, что тормозило развитие химии и физики. Ломоносов неоднократно призывал коллег изучать и в своей работе опираться на точные количественные данные — «меру и вес». Благодаря работам русского химика и физика были заложены основы учения о строении вещества, ставшие составной частью стройной атомно-молекулярной теории.

молекула масса молекулы

Атомы и молекулы — «кирпичики мироздания»

Даже микроскопически малые тела сложно устроены, обладают различными свойствами. Такие частицы, как атомы, образованы ядром и электронными слоями, отличаются по количеству положительных и отрицательных зарядов, радиусу, массе. Атомы и молекулы существуют в составе веществ не изолированно, они притягиваются с разной силой. Более заметно действие сил притяжения в твердых телах, слабее — в жидкостях, почти не ощущаются в газообразных веществах.


Химические реакции не сопровождаются разрушением атомов. Чаще всего происходит их перегруппировка, возникает другая молекула. Масса молекулы зависит от того, какими атомами она образована. Но при всех изменениях атомы остаются химически неделимыми. Но они могут войти в состав разных молекул. При этом атомы сохраняют свойства того элемента, к которому относятся. Молекула до своего распада на атомы сохраняет все признаки вещества.

масса молекулы формула

Микрочастица строения тел — молекула. Масса молекулы

Для измерения массы макротел используются приборы, старейший из которых — весы. Результат измерения удобно получать в килограммах, ведь это основная единица международной системы физических величин (СИ). Чтобы определить массу молекулы в килограммах, надо сложить атомные массы с учетом количества частиц. Для удобства была введена специальная единица массы — атомная. Можно записать ее в виде буквенного сокращения (а.е.м.). Эта единица соответствует одной двенадцатой части массы углеродного нуклида 12С.


Если выразить найденное значение в стандартных единицах, то получаем 1,66 • 10-27 кг. Такими малыми показателями для массы тел оперируют, в основном, физики. В статье приведена таблица, из которой можно узнать, чему равны массы атомов некоторых химических элементов. Чтобы узнать, чему равна масса одной молекулы водорода в килограммах, умножим на два приведенную в таблице атомную массу этого химического элемента. В результате получим значение массы молекулы, состоящей из двух атомов.

масса одной молекулы

Относительная молекулярная масса

Трудно оперировать в расчетах очень маленькими величинами, это неудобно, приводит к затратам времени, к ошибкам. Что касается массы микрочастиц, то выходом из затруднительной ситуации стало применение относительных величин. Привычный для химиков термин состоит из двух слов — «атомная масса», его обозначение — Ar. Идентичное понятие было введено для молекулярной массы (то же самое, что масса молекулы). Формула, связывающая две величины: Mr = m(в-ва)/1/12 m(12C).

Нередко можно услышать, что говорят «молекулярный вес». Этот устаревший термин еще употребляется по отношению к массе молекулы, но все реже. Дело в том, что вес — это другая физическая величина — сила, которая зависит от географических координат тела. Напротив, масса служит постоянной характеристикой частиц, которые участвуют в химических процессах и перемещаются с обычной скоростью.

масса молекул это

Как определить массу молекулы

Точное определение веса молекулы проводят при помощи прибора — масс-спектрометра. Для решения задач можно использовать сведения из периодической системы. К примеру, масса молекулы кислорода равна 16 • 2 = 32. Выполним несложные расчеты и найдем значение величины Mr(H2O) — относительной молекулярной массы воды. По таблице Менделеева определим, что масса атома кислорода — 16, водорода — 1. Проведем несложные расчеты: Mr(H2O) = 1 • 2 + 16 = 18, где Mr — молекулярная масса, H2O — молекула воды, H — символ элемента водорода, О — химический знак кислорода.

масса молекулы кислорода

Массы изотопов

Химические элементы в природе и технике существуют в виде нескольких разновидностей атомов — изотопов. Каждый из них обладает индивидуальной массой, ее величина не может иметь дробное значение. Но атомная масса химического элемента чаще всего представляет собой число с несколькими знаками после запятой. При подсчетах учитывается распространенность каждой разновидности в земной коре. Поэтому массы атомов в периодической системе не всегда являются целыми числами. Используя такие величины для расчетов, мы получаем массы молекул, которые также не являются целыми числами. В некоторых случаях допускается округление значений.

Молекулярная масса веществ немолекулярного строения

Большинство неорганических веществ не имеет молекулярного строения. Металлы состоят из атомов, ионов и свободных электронов, соли — из катионов и анионов. Для веществ немолекулярного строения также подсчитывают массу условных молекул по брутто-формуле, отражающей простейший состав. Найдем значение Mr для вещества ионного строения — поваренной соли, формула которой NaCl. Mr = 23 + 35,5 = 55,5. Для некоторых видов расчетов требуется молекулярная масса воздуха — смеси газов. С учетом процентного содержания разных веществ в атмосфере молекулярная масса воздуха равна 29.

Размеры и масса молекул

На электронных микрофотографиях крупных молекул можно рассмотреть отдельные атомы, но они настолько малы, что в обычный микроскоп не видны. Линейный размер частицы любого вещества, как и масса, — это постоянная характеристика. Диаметр молекулы зависит от радиусов образующих ее атомов, их взаимного притяжения. Размеры частиц меняются с увеличением числа протонов и энергетических уровней. Атом водорода — самый маленький по размерам, его радиус составляет всего 0,5 • 10-8 см. Атом урана в три раза больше атома водорода. Настоящие «великаны» микромира — молекулы органических веществ. Так, линейный размер одной из протеиновых частиц равен 44 • 10-8 см.

размеры и масса молекул

Подведем итог: масса молекул — это сумма масс атомов, входящих в их состав. Абсолютное значение в килограммах можно получить, умножив значение молекулярной массы, найденное в таблице Менделеева, на величину 1,66 • 10-27 кг.

Молекулы ничтожно малы по сравнению с макротелами. Например, по своим размерам молекула воды Н2О уступает яблоку во столько же раз, во сколько раз этот фрукт меньше нашей планеты.

Величина и размер молекул
Когда два или более атома вступают в химические связи друг с другом, возникают молекулы. При этом не имеет значения, являются ли эти атомы одинаковыми или они вовсе отличаются друг от друга как по форме, так и по своему размеру. Мы с вами ...
далее
Молекула водорода: диаметр, формула расчета, строение. Чему равна ...
Водород - простое вещество, обладающее свойствами, как металлов, так и газов. Он наделен рядом физических и химических свойств. Обладает важным значением и применим в промышленных сферах.
далее
Относительная молекулярная масса - физическая величина, свойственная ...
Относительная молекулярная масса свойственна каждому веществу и будет для него индивидуальна. Данная величина определяется как для простых, так и для сложных соединений, неорганических и органических. Относительная молекулярная масса вещества – это ...
далее
Макромолекула - это молекула с высокой молекулярной массой. ...
Макромолекула - это высокомолекулярное соединение, имеющее значение для жизнедеятельности организмов. Проанализируем особенности структур макромолекул, их конфигурации, области применения.
далее
Молекулярная масса: суть данного химического показателя, способы ...
В статье описывается суть химического понятия "молекулярная масса", указываются методы ее определения, в том числе для газообразных веществ, а также значение молекулярного веса в химической отрасли.
далее
Строение и свойства молекул
Все тела, которые нас окружают, состоят из атомов. Атомы, в свою очередь собираются в молекулу. Именно благодаря различию в молекулярном строении, все вещества отличаются друг от друга своими свойствами и параметрами. Молекулы и атомы всегда находятся в состоянии динамики. Двигаясь, они все же не разбегаются в разные стороны, а удерживаются в определенной структуре, чем мы обязаны существованию такого огромного разнообразия веществ во всем окружающем нас мире. Что же это за частички?
далее
Строение и свойства молекул
Молекулярная масса воздуха - определение
Молекулярная масса выражается суммой масс атомов, входящих в молекулу вещества. Обычно она выражается в а.е.м., (атомных единицах массы), иногда еще называется дальтон и обозначается D. За 1 а.е.м. сегодня принимается 1/12 массы С12 атома углерода, что в единицах массы равно 1,66057.10-27 кг.
далее
Молекулярная масса воздуха - определение
Молярная масса кислорода. Чему равна молярная масса кислорода?
Один из важнейших элементов на Земле — кислород, с его участием протекают многие реакции и процессы. Для выполнения расчетов по формулам соединений, уравнениям реакций используется молярная масса кислорода, которая численно равна относительной массе его атома или молекулы.
далее
Молярная масса кислорода. Чему равна молярная масса кислорода?
Молекулярная масса белков и способы ее определения
Определять молекулярную массу белков модно различными методами с применением самых разных реактивов. Одними из самых простых в аппаратном оформлении и недорогих являются хроматографические методы, проводимые в колонках или в тонком слое.
далее
Молекулярная масса белков и способы ее определения