Masa y tamaño de las moléculas. Disposiciones básicas de la teoría cinética molecular
La teoría cinético-molecular de la estructura de la materia se basa en tres disposiciones, cada una de las cuales ha sido probada a través de experimentos: una sustancia consiste en partículas; estas partículas se mueven al azar; las partículas interactúan entre sí.
Las propiedades y el comportamiento de los cuerpos, que van desde los gases enrarecidos de la atmósfera superior hasta los cuerpos sólidos en la Tierra, así como los núcleos superdensos de los planetas y las estrellas, están determinados por el movimiento de las partículas que interactúan y que forman todos los cuerpos: las moléculas. , átomos o incluso formaciones más pequeñas: partículas elementales.
Estimación del tamaño de las moléculas. Para una confianza completa en la realidad de la existencia de moléculas, es necesario determinar sus tamaños.
Consideremos un método relativamente simple para estimar el tamaño de las moléculas. Se sabe que es imposible forzar que una gota de aceite de oliva se extienda sobre la superficie del agua para que ocupe un área de más de 1. Se puede suponer que cuando el aceite se esparce sobre el área máxima, forma una capa con un espesor de una sola molécula. Es fácil determinar el espesor de esta capa y así estimar el tamaño de la molécula de aceite de oliva.
Cortemos mentalmente un cubo de volumen en capas cuadradas de área cada una para que puedan cubrir el área (Fig. 2). El número de tales capas será igual a: El espesor de la capa de aceite, y por tanto el tamaño de la molécula de aceite de oliva, se puede encontrar dividiendo la arista de un cubo de 0,1 cm por el número de capas: cm.
Proyector iónico. Actualmente, no hay necesidad de enumerar todas las formas posibles de probar la existencia de átomos y moléculas. Los instrumentos modernos permiten observar imágenes de átomos y moléculas individuales. En el libro de texto de física para el grado VI, hay una fotografía tomada con un microscopio electrónico, en la que se puede ver la disposición de los átomos individuales en la superficie de un cristal de oro.
Pero el microscopio electrónico es un dispositivo muy complejo. Nos familiarizaremos con un dispositivo mucho más simple que nos permite obtener imágenes de átomos individuales y estimar su tamaño. Este dispositivo se llama proyector de iones o microscopio de iones. Está dispuesto de la siguiente manera: en el centro de un recipiente esférico con un radio de unos 10 cm, se encuentra la punta de una aguja de tungsteno (Fig. 3). El radio de curvatura de la punta se hace lo más pequeño posible con tecnología metalúrgica moderna: alrededor de 5-10 6 cm. La superficie interna de la esfera está cubierta con una capa conductora delgada que puede, como una pantalla de tubo de televisión, brillar bajo la impacto de partículas rápidas. Se crea un voltaje de varios cientos de voltios entre la punta cargada positivamente y la capa conductora cargada negativamente. El recipiente se llena con helio a una presión baja de 100 Pa (0,75 mm Hg).
Los átomos de tungsteno en la superficie de la punta forman "protuberancias" microscópicas (Fig. 4). Al acercarse al azar
Al mover átomos de helio con átomos de tungsteno, un campo eléctrico, especialmente fuerte cerca de los átomos en la superficie de la punta, arranca electrones de los átomos de helio y convierte estos átomos en iones. Los iones de helio son repelidos desde la punta cargada positivamente y se mueven a gran velocidad a lo largo de los radios de la esfera. Al chocar con la superficie de la esfera, los iones hacen que brille. Como resultado, aparece en la pantalla una imagen ampliada de la disposición de los átomos de tungsteno en la punta (Fig. 5). Los puntos brillantes en la pantalla son imágenes de átomos individuales.
El aumento del proyector, la relación entre la distancia entre las imágenes de los átomos y la distancia entre los átomos mismos, resulta ser igual a la relación entre el radio del recipiente y el radio de la punta y alcanza los dos millones. Por eso es posible ver átomos individuales.
El diámetro de un átomo de tungsteno, determinado usando un proyector de iones, resulta ser de aproximadamente cm. Los tamaños de los átomos encontrados por otros métodos resultan ser aproximadamente los mismos. Los tamaños de las moléculas que consisten en muchos átomos son naturalmente más grandes.
Con cada inhalación, captura tantas moléculas en sus pulmones que si todas ellas estuvieran distribuidas uniformemente en la atmósfera de la Tierra después de la exhalación, cada habitante del planeta recibiría dos moléculas que estaban en sus pulmones durante la inhalación.
>>Física: Fundamentos de la teoría cinética molecular. Tamaños de moléculas
Las moléculas son muy pequeñas, pero mira qué fácil es estimar su tamaño y masa. Una observación y un par de cálculos simples son suficientes. Es cierto que todavía tenemos que averiguar cómo hacer esto.
La teoría cinético-molecular de la estructura de la materia se basa en tres afirmaciones: la materia está formada por partículas; estas partículas se mueven al azar; las partículas interactúan entre sí. Cada afirmación se prueba rigurosamente mediante experimentos.
Las propiedades y el comportamiento de todos los cuerpos sin excepción, desde los ciliados hasta las estrellas, están determinados por el movimiento de las partículas que interactúan entre sí: moléculas, átomos o incluso formaciones más pequeñas: partículas elementales.
Estimación del tamaño de las moléculas. Para estar completamente seguro de la existencia de moléculas, es necesario determinar sus tamaños.
La forma más fácil de hacerlo es observar la dispersión de una gota de aceite, como el aceite de oliva, en la superficie del agua. El aceite nunca ocupará toda la superficie si el recipiente es grande ( figura 8.1). Es imposible hacer que una gota de 1 mm 3 se extienda de manera que ocupe una superficie de más de 0,6 m 2 . Se puede suponer que cuando el aceite se esparce sobre el área máxima, forma una capa con un espesor de una sola molécula: una "capa monomolecular". Es fácil determinar el espesor de esta capa y así estimar el tamaño de la molécula de aceite de oliva.
Volumen V capa de aceite es igual al producto de su superficie S para espesor d capa, es decir V=SD. Por lo tanto, el tamaño de una molécula de aceite de oliva es:
No hay necesidad de enumerar ahora todas las formas posibles de probar la existencia de átomos y moléculas. Los instrumentos modernos permiten ver imágenes de átomos y moléculas individuales. La Figura 8.2 muestra una micrografía de la superficie de una oblea de silicio, donde las protuberancias son átomos de silicio individuales. Se supo por primera vez que tales imágenes se obtenían en 1981 utilizando microscopios de efecto túnel no ópticos ordinarios, sino complejos.
Las moléculas, incluido el aceite de oliva, son más grandes que los átomos. El diámetro de cualquier átomo es aproximadamente igual a 10 -8 cm, estas dimensiones son tan pequeñas que es difícil imaginarlas. En tales casos, se utilizan comparaciones.
Aqui esta uno de ellos. Si los dedos se cierran en un puño y se agrandan al tamaño del globo, entonces el átomo, con el mismo aumento, se volverá del tamaño de un puño.
Número de moléculas. Con tamaños muy pequeños de moléculas, el número de ellas en cualquier cuerpo macroscópico es enorme. Calculemos el número aproximado de moléculas en una gota de agua de 1 g de masa y, por tanto, de 1 cm 3 de volumen.
El diámetro de una molécula de agua es de aproximadamente 3 10 -8 cm Suponiendo que cada molécula de agua con un paquete denso de moléculas ocupa un volumen (3 10 -8 cm) 3, puedes encontrar el número de moléculas en una gota dividiendo el volumen de gota (1 cm 3) por el volumen, por molécula:
Con cada inhalación, capturas tantas moléculas que si todas ellas estuvieran distribuidas uniformemente en la atmósfera de la Tierra después de la exhalación, cada habitante del planeta recibiría dos o tres moléculas que habían estado en tus pulmones durante la inhalación.
Las dimensiones del átomo son pequeñas: .
Las tres disposiciones principales de la teoría cinética molecular se discutirán repetidamente.
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1. ¿Qué medidas se deben tomar para estimar el tamaño de una molécula de aceite de oliva?
2. Si un átomo aumentara al tamaño de una semilla de amapola (0,1 mm), ¿qué tamaño de cuerpo alcanzaría el grano con el mismo aumento?
3. Enumera las pruebas de la existencia de moléculas conocidas por ti que no se mencionan en el texto.
G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Física Grado 10
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Teoría cinética molecular - la doctrina de la estructura y propiedades de la materia, utilizando el concepto de la existencia de átomos y moléculas como las partículas más pequeñas de una sustancia química. El MCT se basa en tres afirmaciones estrictamente comprobadas mediante experimentos:
La sustancia consta de partículas: átomos y moléculas, entre las cuales hay espacios;
Estas partículas están en movimiento caótico, cuya velocidad se ve afectada por la temperatura;
Las partículas interactúan entre sí.
El hecho de que una sustancia esté realmente formada por moléculas puede probarse determinando su tamaño: una gota de aceite se esparce sobre la superficie del agua, formando una capa cuyo espesor es igual al diámetro de la molécula. Una gota con un volumen de 1 mm 3 no puede extenderse más de 0,6 m 2:
Los instrumentos modernos (microscopio electrónico, proyector de iones) permiten ver átomos y moléculas individuales.
Fuerzas de interacción de las moléculas. a) la interacción es de naturaleza electromagnética; b) las fuerzas de corto alcance se encuentran a distancias comparables al tamaño de las moléculas; c) existe tal distancia cuando las fuerzas de atracción y repulsión son iguales (R 0), si R > R 0, entonces prevalecen las fuerzas de atracción si R La acción de las fuerzas de atracción molecular se revela en un experimento con cilindros de plomo pegados después de limpiar sus superficies. Las moléculas y los átomos en un sólido producen vibraciones aleatorias en posiciones en las que se equilibran las fuerzas de atracción y repulsión de los átomos vecinos. En un líquido, las moléculas no solo oscilan alrededor de la posición de equilibrio, sino que también saltan de una posición de equilibrio a la siguiente, estos saltos moleculares son la causa de la fluidez del líquido, su capacidad para tomar la forma de un recipiente. En los gases, las distancias entre los átomos y las moléculas suelen ser, en promedio, mucho mayores que las dimensiones de las moléculas; las fuerzas repulsivas no actúan a grandes distancias, por lo que los gases se comprimen fácilmente; Prácticamente no existen fuerzas de atracción entre las moléculas de los gases, por lo que los gases tienen la propiedad de expandirse indefinidamente. Cualquier sustancia consta de partículas, por lo tanto, la cantidad de una sustancia se considera proporcional al número de partículas. La unidad de cantidad de una sustancia es el mol. Un mol es igual a la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas partículas como átomos hay en 0,012 kg de carbono. La relación entre el número de moléculas y la cantidad de sustancia se llama constante de Avogadro: La constante de Avogadro es . Muestra cuántos átomos o moléculas hay en un mol de una sustancia. La cantidad de una sustancia se puede encontrar como la relación entre el número de átomos o moléculas de una sustancia y la constante de Avogadro: La masa molar es una cantidad igual a la relación entre la masa de una sustancia y la cantidad de una sustancia: La masa molar se puede expresar en términos de la masa de la molécula: Para determinar la masa de las moléculas, debe dividir la masa de una sustancia por el número de moléculas que contiene: El movimiento browniano es el movimiento térmico de partículas suspendidas en un gas o líquido. El botánico inglés Robert Brown (1773 - 1858) descubrió en 1827 el movimiento aleatorio de partículas sólidas visibles a través de un microscopio en un líquido. Este fenómeno se ha denominado movimiento browniano. Este movimiento no se detiene; al aumentar la temperatura, su intensidad aumenta. El movimiento browniano es el resultado de fluctuaciones de presión (una desviación notable del valor medio). La razón del movimiento browniano de una partícula es que los impactos de las moléculas líquidas sobre la partícula no se anulan entre sí. En un gas enrarecido, la distancia entre las moléculas es muchas veces mayor que su tamaño. En este caso, la interacción entre moléculas es insignificante y la energía cinética de las moléculas es mucho mayor que la energía potencial de su interacción. Para explicar las propiedades de una sustancia en estado gaseoso, en lugar de un gas real, se usa su modelo físico: un gas ideal. El modelo asume: la distancia entre las moléculas es ligeramente mayor que su diámetro; las moléculas son bolas elásticas; no hay fuerzas de atracción entre las moléculas; cuando las moléculas chocan entre sí y con las paredes del vaso, actúan fuerzas repulsivas; El movimiento molecular obedece a las leyes de la mecánica. La ecuación básica del MKT de un gas ideal es: La ecuación básica del MKT permite calcular la presión de un gas si se conocen la masa de la molécula, el valor medio del cuadrado de la velocidad y la concentración de las moléculas. La presión de un gas ideal radica en el hecho de que las moléculas, al chocar con las paredes del recipiente, interactúan con ellas según las leyes de la mecánica como cuerpos elásticos. Cuando una molécula choca contra la pared del recipiente, la proyección de la velocidad vx del vector velocidad sobre el eje OX, perpendicular a la pared, cambia de signo al contrario, pero permanece constante en valor absoluto. Durante la colisión, según la tercera ley de Newton, la molécula actúa sobre la pared con una fuerza F 2 igual en valor absoluto a la fuerza F 1 y en dirección opuesta. Ecuación de estado de un gas ideal (ecuación de Mendeleev-Clapeyron). Constante universal de gas: A partir de la dependencia de la presión del gas con la concentración de sus moléculas y la temperatura, se puede obtener una ecuación que relaciona los tres parámetros macroscópicos: presión, volumen y temperatura, que caracterizan el estado de una determinada masa de un gas suficientemente enrarecido. Esta ecuación se llama ecuación de estado de los gases ideales. ¿Dónde está la constante universal de los gases? para una masa dada de gas, por lo tanto Ecuación de Clapeyron. Las relaciones cuantitativas entre dos parámetros de gas para un valor fijo del tercer parámetro se denominan leyes de gas. Y los procesos que ocurren en un valor constante de uno de los parámetros son isoprocesos. Proceso isotérmico: el proceso de cambiar el estado del sistema termodinámico de cuerpos macroscópicos a una temperatura constante. Para un gas de una masa dada, el producto de la presión del gas por su volumen es constante si la temperatura del gas no cambia. - Ley de Boyle - Mariotte. Proceso isocórico: el proceso de cambiar el estado del sistema termodinámico de cuerpos macroscópicos a un volumen constante. Para un gas de una masa dada, la relación entre la presión y la temperatura es constante si el volumen del gas no cambia. Ley de Carlos. Proceso isobárico - el proceso de cambiar el estado del sistema termodinámico de cuerpos macroscópicos a presión constante. Para un gas de una masa dada, la relación entre el volumen y la temperatura es constante si la presión del gas no cambia. - Ley de Gay-Lussac. Cuando dos o más átomos entran en enlaces químicos entre sí, se forman moléculas. No importa si estos átomos son iguales o si son completamente diferentes entre sí tanto en forma como en tamaño. Averiguaremos cuál es el tamaño de las moléculas y de qué depende. Durante milenios, los científicos han especulado sobre el misterio de la vida, sobre qué sucede exactamente en su origen. Según las culturas más antiguas, la vida y todo en este mundo se compone de los elementos básicos de la naturaleza: tierra, aire, viento, agua y fuego. Sin embargo, con el tiempo, muchos filósofos comenzaron a plantear la idea de que todas las cosas están formadas por cosas diminutas e indivisibles que no se pueden crear ni destruir. Sin embargo, no fue hasta el advenimiento de la teoría atómica y la química moderna que los científicos comenzaron a postular que las partículas juntas daban lugar a los componentes básicos de todas las cosas. Así apareció el término, que en el contexto de la moderna teoría de partículas se refiere a las unidades más pequeñas de masa. Según su definición clásica, una molécula es la partícula más pequeña de una sustancia que ayuda a mantener sus propiedades químicas y físicas. Consiste en dos o más átomos, así como grupos de átomos iguales o diferentes que se mantienen unidos por fuerzas químicas. ¿Cuál es el tamaño de las moléculas? En el 5to grado, la historia natural (una materia escolar) solo da una idea general de los tamaños y las formas, este tema se estudia con más detalle en las clases superiores en las lecciones de química. Las moléculas pueden ser simples o complejas. Aquí hay unos ejemplos: Las moléculas formadas por dos o más elementos se denominan compuestos. Entonces, el agua, el óxido de calcio y la glucosa son compuestos. No todos los compuestos son moléculas, pero todas las moléculas son compuestos. ¿Qué tan grandes pueden ser? ¿Cuál es el tamaño de una molécula? Es un hecho conocido que casi todo lo que nos rodea consiste en átomos (excepto la luz y el sonido). Su peso total será la masa de la molécula. Cuando se habla del tamaño de las moléculas, la mayoría de los científicos parten del peso molecular. Este es el peso total de todos sus átomos constituyentes: Además de la masa, también podemos medir el tamaño de las moléculas en nanómetros. Una unidad de agua mide aproximadamente 0,27 Nm de ancho. El ADN tiene hasta 2 nm de ancho y puede estirarse hasta varios metros de longitud. Es difícil imaginar cómo tales dimensiones pueden caber en una celda. La relación longitud-grosor del ADN es asombrosa. Es 1/100.000.000, que es como un cabello humano del largo de un campo de fútbol. ¿Cuál es el tamaño de las moléculas? Vienen en diferentes formas y tamaños. El agua y el dióxido de carbono se encuentran entre los más pequeños, las proteínas se encuentran entre los más grandes. Las moléculas son elementos formados por átomos que están conectados entre sí. Comprender la apariencia de las moléculas es tradicionalmente parte de la química. Aparte de su comportamiento químico incomprensiblemente extraño, una de las características importantes de las moléculas es su tamaño. ¿Dónde puede ser especialmente útil saber qué tan grandes son las moléculas? La respuesta a esta y muchas otras preguntas ayuda en el campo de la nanotecnología, ya que el concepto de nanorobots y materiales inteligentes necesariamente tiene que ver con los efectos del tamaño y la forma molecular. En el grado 5, la historia natural sobre este tema brinda solo información general de que todas las moléculas están formadas por átomos que están en constante movimiento aleatorio. En la escuela secundaria, ya puedes ver fórmulas estructurales en los libros de texto de química que se asemejan a la forma real de las moléculas. Sin embargo, es imposible medir su longitud con una regla común y, para hacer esto, debe saber que las moléculas son objetos tridimensionales. Su imagen en papel es una proyección en un plano bidimensional. La longitud de una molécula cambia por los enlaces de las longitudes de sus ángulos. Hay tres principales: Los ángulos reales a menudo difieren de estos ángulos porque se debe tener en cuenta una variedad de efectos, incluidas las interacciones electrostáticas. ¿Cuál es el tamaño de las moléculas? En el grado 5, las respuestas a esta pregunta, como ya hemos dicho, son de carácter general. Los escolares saben que el tamaño de estas conexiones es muy pequeño. Por ejemplo, si convierte una molécula de arena en un solo grano de arena en un grano de arena entero, entonces debajo de la masa resultante podría ocultar una casa con cinco pisos. ¿Cuál es el tamaño de las moléculas? La respuesta corta, que también es más científica, es la siguiente. El peso molecular se iguala a la relación entre la masa de toda la sustancia y el número de moléculas de la sustancia, o la relación entre la masa molar y la constante de Avogadro. La unidad de medida es el kilogramo. El peso molecular medio es de 10 -23 -10 -26 kg. Tomemos el agua, por ejemplo. Su peso molecular será de 3 x 10 -26 kg. La responsable de la atracción entre moléculas es la fuerza electromagnética, que se manifiesta a través de la atracción de cargas opuestas y la repulsión de cargas similares. La fuerza electrostática que existe entre cargas opuestas domina las interacciones entre átomos y entre moléculas. La fuerza gravitatoria es tan pequeña en este caso que puede despreciarse. En este caso, el tamaño de la molécula afecta la fuerza de atracción a través de la nube electrónica de distorsiones aleatorias que ocurren durante la distribución de los electrones de la molécula. En el caso de partículas no polares que muestren solo interacciones débiles de van der Waals o fuerzas de dispersión, el tamaño de las moléculas tiene un efecto directo sobre el tamaño de la nube de electrones que rodea a la molécula especificada. Cuanto más grande es, mayor es el campo cargado que lo rodea. Una nube de electrones más grande significa que pueden ocurrir más interacciones electrónicas entre moléculas vecinas. Como resultado, una parte de la molécula desarrolla una carga parcial positiva temporal, mientras que la otra parte desarrolla una carga negativa. Cuando esto sucede, la molécula puede polarizar la nube de electrones de la vecina. La atracción ocurre porque el lado positivo parcial de una molécula es atraído por el lado negativo parcial de la otra. Entonces, ¿cuál es el tamaño de las moléculas? En las ciencias naturales, como descubrimos, solo se puede encontrar una idea figurativa de la masa y el tamaño de estas partículas más pequeñas. Pero sabemos que hay compuestos simples y complejos. Y el segundo puede incluir una macromolécula. Es una unidad muy grande, como una proteína, que generalmente se crea mediante la polimerización de subunidades más pequeñas (monómeros). Por lo general, están formados por miles de átomos o más. Muchos experimentos muestran que tamaño de la molécula muy pequeña. El tamaño lineal de una molécula o átomo se puede encontrar de varias maneras. Por ejemplo, con la ayuda de un microscopio electrónico, se tomaron fotografías de algunas moléculas grandes y, con la ayuda de un proyector de iones (microscopio de iones), no solo se puede estudiar la estructura de los cristales, sino también determinar la distancia entre los átomos individuales. en una molécula. Usando los logros de la tecnología experimental moderna, fue posible determinar las dimensiones lineales de átomos y moléculas simples, que son de aproximadamente 10-8 cm, mientras que las dimensiones lineales de átomos y moléculas complejos son mucho más grandes. Por ejemplo, el tamaño de una molécula de proteína es 43*10 -8 cm. Para caracterizar los átomos se utiliza el concepto de radios atómicos, que permite estimar aproximadamente las distancias interatómicas en moléculas, líquidos o sólidos, ya que los átomos no tienen límites claros en su tamaño. Es decir radio atómico- esta es una esfera en la que está contenida la mayor parte de la densidad electrónica de un átomo (al menos 90 ... 95%). El tamaño de una molécula es tan pequeño que solo puede representarse mediante comparaciones. Por ejemplo, una molécula de agua es muchas veces más pequeña que una manzana grande, cuántas veces una manzana es más pequeña que el globo terráqueo. Las masas de las moléculas y los átomos individuales son muy pequeñas, por lo que es más conveniente usar valores de masa relativos en lugar de absolutos en los cálculos. Peso molecular relativo(o Masa atómica relativa) sustancias M r es la relación entre la masa de una molécula (o átomo) de una sustancia determinada y 1/12 de la masa de un átomo de carbono. Señor \u003d (m 0) : (m 0C / 12) donde m 0 es la masa de una molécula (o átomo) de una sustancia dada, m 0C es la masa de un átomo de carbono. La masa molecular (o atómica) relativa de una sustancia muestra cuántas veces la masa de una molécula de una sustancia es mayor que 1/12 de la masa del isótopo de carbono C 12. La masa molecular (atómica) relativa se expresa en unidades de masa atómica. Unidad de masa atómica es 1/12 de la masa del isótopo de carbono C 12. Mediciones precisas mostraron que la unidad de masa atómica es 1.660 * 10 -27 kg, es decir 1 uma = 1.660 * 10 -27 kg La masa molecular relativa de una sustancia se puede calcular sumando las masas atómicas relativas de los elementos que componen la molécula de la sustancia. La masa atómica relativa de los elementos químicos se indica en el sistema periódico de elementos químicos por D.I. Mendeleev. En el sistema periódico D.I. Mendeleev para cada elemento se indica masa atomica, que se mide en unidades de masa atómica (uma). Por ejemplo, la masa atómica del magnesio es 24,305 uma, es decir, el magnesio pesa el doble que el carbono, ya que la masa atómica del carbono es 12 uma. (esto se deriva del hecho de que 1 amu = 1/12 de la masa del isótopo de carbono que constituye la mayor parte del átomo de carbono). ¿Por qué medir la masa de moléculas y átomos en uma, si hay gramos y kilogramos? Por supuesto, puede usar estas unidades, pero será muy inconveniente para escribir (habrá que usar demasiados números para escribir la masa). Para encontrar la masa de un elemento en kilogramos, multiplique la masa atómica del elemento por 1 uma. La masa atómica se encuentra de acuerdo con la tabla periódica (escrita a la derecha de la letra de designación del elemento). Por ejemplo, el peso de un átomo de magnesio en kilogramos sería: m 0Mg = 24.305 * 1 a.e.m. = 24,305 * 1,660 * 10 -27 = 40,3463 * 10 -27 kg La masa de una molécula se puede calcular sumando las masas de los elementos que la componen. Por ejemplo, la masa de una molécula de agua (H 2 O) será igual a: m 0H2O \u003d 2 * m 0H + m 0O \u003d 2 * 1.00794 + 15.9994 \u003d 18.0153 a.e.m. = 29.905 * 10 -27 kg Topo es igual a la cantidad de sustancia del sistema, que contiene tantas moléculas como átomos hay en 0,012 kg de carbono C 12. Es decir, si tenemos un sistema con alguna sustancia, y en ese sistema hay tantas moléculas de esa sustancia como átomos hay en 0.012 kg de carbono, entonces podemos decir que en este sistema tenemos 1 mol de sustancia. Cantidad de sustanciaν es igual a la relación entre el número de moléculas en un cuerpo dado y el número de átomos en 0,012 kg de carbono, es decir, el número de moléculas en 1 mol de una sustancia. ν = N / N A donde N es el número de moléculas en un cuerpo dado, NA es el número de moléculas en 1 mol de la sustancia que forma el cuerpo. N A es la constante de Avogadro. La cantidad de una sustancia se mide en moles. constante de Avogadro es el número de moléculas o átomos en 1 mol de una sustancia. Esta constante obtuvo su nombre en honor al químico y físico italiano amedeo avogadro (1776 – 1856). 1 mol de cualquier sustancia contiene el mismo número de partículas. N A \u003d 6.02 * 10 23 mol -1 Masa molar es la masa de una sustancia tomada en la cantidad de un mol: μ = metro 0 * norte donde m 0 es la masa de la molécula. La masa molar se expresa en kilogramos por mol (kg/mol = kg*mol -1). La masa molar está relacionada con la masa molecular relativa por la relación: μ \u003d 10 -3 * M r [kg * mol -1] La masa de cualquier cantidad de sustancia m es igual al producto de la masa de una molécula m 0 por el número de moléculas: metro = metro 0 norte = metro 0 norte UN ν = μν La cantidad de una sustancia es igual a la relación entre la masa de la sustancia y su masa molar: ν = m / μ La masa de una molécula de una sustancia se puede encontrar si se conocen la masa molar y la constante de Avogadro: metro 0 = metro / norte = metro / νN UN = μ / norte UN Se logra una determinación más precisa de la masa de átomos y moléculas usando un espectrómetro de masas, un dispositivo en el que un haz de partículas cargadas se separa en el espacio dependiendo de su masa de carga usando campos eléctricos y magnéticos. Por ejemplo, encontremos la masa molar de un átomo de magnesio. Como descubrimos anteriormente, la masa de un átomo de magnesio es m0Mg = 40.3463 * 10 -27 kg. Entonces la masa molar será: μ \u003d m 0Mg * N A \u003d 40.3463 * 10 -27 * 6.02 * 10 23 \u003d 2.4288 * 10 -2 kg / mol Es decir, 2.4288 * 10 -2 kg de magnesio "caben" en un mol. Bueno, o unos 24,28 gramos. Como puedes ver, la masa molar (en gramos) es casi igual a la masa atómica indicada para el elemento en la tabla periódica. Por lo tanto, cuando indican la masa atómica, suelen hacer esto: La masa atómica del magnesio es 24,305 uma. (g/mol).2. Masa y tamaño de las moléculas. constante de Avogadro
3. Movimiento browniano y gas ideal
¿Qué son las moléculas?
Ejemplos de moléculas
Masa molecular
Medida en nanómetros
Formas y tamaños
¿Cuál es el tamaño de las moléculas?
Cómo imaginar el tamaño de las moléculas: ejemplos
¿Cómo afecta el tamaño de una molécula a las fuerzas de atracción?
Conclusión
mol de sustancia
constante de Avogadro