Massa dan ukuran molekul. Ketentuan Dasar Teori Kinetik Molekuler
Teori molekuler-kinetik tentang struktur materi didasarkan pada tiga posisi, yang masing-masing telah dibuktikan melalui eksperimen: suatu zat terdiri dari partikel; partikel-partikel ini bergerak secara acak; partikel saling berinteraksi.
Sifat dan perilaku benda, mulai dari gas yang dijernihkan di atmosfer bagian atas dan berakhir dengan benda padat di Bumi, serta inti superpadat planet dan bintang, ditentukan oleh pergerakan partikel yang berinteraksi yang membentuk semua benda - molekul. , atom, atau bahkan formasi yang lebih kecil - partikel elementer.
Estimasi ukuran molekul. Untuk kepercayaan penuh pada realitas keberadaan molekul, perlu untuk menentukan ukurannya.
Mari kita pertimbangkan metode yang relatif sederhana untuk memperkirakan ukuran molekul. Diketahui bahwa tidak mungkin memaksa setetes minyak zaitun untuk menyebar di permukaan air sehingga menempati luas lebih dari 1. Dapat diasumsikan bahwa ketika minyak menyebar di atas luas maksimum, itu membentuk lapisan dengan ketebalan hanya satu molekul. Sangat mudah untuk menentukan ketebalan lapisan ini dan dengan demikian memperkirakan ukuran molekul minyak zaitun.
Mari kita secara mental memotong kubus volume menjadi lapisan persegi masing-masing sehingga mereka dapat menutupi area tersebut (Gbr. 2). Jumlah lapisan tersebut akan sama dengan: Ketebalan lapisan minyak, dan karenanya ukuran molekul minyak zaitun, dapat ditemukan dengan membagi tepi kubus 0,1 cm dengan jumlah lapisan: cm.
Proyektor ionik. Saat ini, tidak perlu menghitung semua cara yang mungkin untuk membuktikan keberadaan atom dan molekul. Instrumen modern memungkinkan untuk mengamati gambar atom dan molekul individu. Dalam buku teks fisika untuk kelas VI, ada foto yang diambil dengan mikroskop elektron, di mana Anda dapat melihat susunan atom individu pada permukaan kristal emas.
Tetapi mikroskop elektron adalah perangkat yang sangat kompleks. Kami akan berkenalan dengan perangkat yang jauh lebih sederhana yang memungkinkan kami untuk mendapatkan gambar atom individu dan memperkirakan ukurannya. Perangkat ini disebut proyektor ion atau mikroskop ion. Ini diatur sebagai berikut: di tengah bejana bulat dengan jari-jari sekitar 10 cm, titik jarum tungsten berada (Gbr. 3). Jari-jari kelengkungan ujung dibuat sekecil mungkin dengan teknologi pengerjaan logam modern - sekitar 5-10 6 cm Permukaan bagian dalam bola ditutupi dengan lapisan konduktif tipis yang dapat, seperti layar tabung televisi, bersinar di bawah dampak partikel cepat. Tegangan beberapa ratus volt dibuat antara ujung bermuatan positif dan lapisan konduktif bermuatan negatif. Bejana diisi dengan helium pada tekanan rendah 100 Pa (0,75 mm Hg).
Atom tungsten pada permukaan titik membentuk "benjolan" mikroskopis (Gbr. 4). Saat mendekati secara acak
memindahkan atom helium dengan atom tungsten, medan listrik, terutama kuat di dekat atom di permukaan ujung, merobek elektron dari atom helium dan mengubah atom ini menjadi ion. Ion helium ditolak dari ujung bermuatan positif dan bergerak dengan kecepatan tinggi sepanjang jari-jari bola. Bertabrakan dengan permukaan bola, ion menyebabkannya bersinar. Akibatnya, gambar yang diperbesar dari susunan atom tungsten di ujungnya muncul di layar (Gbr. 5). Titik terang di layar adalah gambar atom individu.
Perbesaran proyektor - rasio jarak antara gambar atom dengan jarak antara atom itu sendiri - ternyata sama dengan rasio jari-jari kapal dengan jari-jari ujung dan mencapai dua juta. Itulah mengapa adalah mungkin untuk melihat atom individu.
Diameter atom tungsten, yang ditentukan menggunakan proyektor ion, ternyata kira-kira cm. Ukuran atom yang ditemukan dengan metode lain ternyata kira-kira sama. Ukuran molekul yang terdiri dari banyak atom secara alami lebih besar.
Dengan setiap inhalasi, Anda menangkap begitu banyak molekul ke dalam paru-paru Anda sehingga jika semuanya didistribusikan secara merata di atmosfer bumi setelah pernafasan, maka setiap penghuni planet ini akan menerima dua molekul yang ada di paru-paru Anda selama inhalasi.
>> Fisika: Dasar-dasar teori kinetika molekuler. Ukuran molekul
Molekul sangat kecil, tetapi lihat betapa mudahnya memperkirakan ukuran dan massanya. Satu pengamatan dan beberapa perhitungan sederhana sudah cukup. Benar, kita masih perlu mencari cara untuk melakukan ini.
Teori molekul-kinetik dari struktur materi didasarkan pada tiga pernyataan: materi terdiri dari partikel; partikel-partikel ini bergerak secara acak; partikel berinteraksi satu sama lain. Setiap pernyataan secara ketat dibuktikan dengan eksperimen.
Sifat dan perilaku semua benda tanpa kecuali, dari ciliate hingga bintang, ditentukan oleh pergerakan partikel yang berinteraksi satu sama lain: molekul, atom, atau bahkan formasi yang lebih kecil - partikel elementer.
Estimasi ukuran molekul. Untuk benar-benar yakin akan keberadaan molekul, perlu untuk menentukan ukurannya.
Cara termudah untuk melakukannya adalah dengan mengamati penyebaran setetes minyak, seperti minyak zaitun, di permukaan air. Minyak tidak akan pernah menempati seluruh permukaan jika kapal besar ( gbr.8.1). Tidak mungkin membuat droplet berukuran 1 mm 3 menyebar sehingga menempati luas permukaan lebih dari 0,6 m 2 . Dapat diasumsikan bahwa ketika minyak menyebar di area maksimum, ia membentuk lapisan dengan ketebalan hanya satu molekul - "lapisan monomolekul". Sangat mudah untuk menentukan ketebalan lapisan ini dan dengan demikian memperkirakan ukuran molekul minyak zaitun.
Volume V lapisan minyak sama dengan hasil kali luas permukaannya S untuk ketebalan d lapisan, yaitu V=Sd. Oleh karena itu, ukuran molekul minyak zaitun adalah:
Tidak perlu menghitung sekarang semua cara yang mungkin untuk membuktikan keberadaan atom dan molekul. Instrumen modern memungkinkan untuk melihat gambar atom dan molekul individu. Gambar 8.2 menunjukkan mikrograf permukaan wafer silikon, di mana tonjolan adalah atom silikon individu. Gambar seperti itu pertama kali dipelajari untuk diperoleh pada tahun 1981 menggunakan bukan optik biasa, tetapi mikroskop tunneling yang kompleks.
Molekul, termasuk minyak zaitun, lebih besar dari atom. Diameter atom apa pun kira-kira sama dengan 10 -8 cm. Dimensi ini sangat kecil sehingga sulit untuk membayangkannya. Dalam kasus seperti itu, perbandingan digunakan.
Berikut adalah salah satunya. Jika jari-jari dikepal menjadi kepalan tangan dan diperbesar seukuran bola dunia, maka atom, pada perbesaran yang sama, akan menjadi seukuran kepalan tangan.
Jumlah molekul. Dengan ukuran molekul yang sangat kecil, jumlah mereka dalam tubuh makroskopik sangat banyak. Mari kita hitung perkiraan jumlah molekul dalam setetes air dengan massa 1 g dan, oleh karena itu, volume 1 cm 3 .
Diameter molekul air kira-kira 3 10 -8 cm. Dengan asumsi bahwa setiap molekul air dengan kemasan molekul padat menempati volume (3 10 -8 cm) 3, Anda dapat menemukan jumlah molekul dalam setetes dengan membagi volume jatuh (1 cm 3) dengan volume, per molekul:
Dengan setiap inhalasi, Anda menangkap begitu banyak molekul sehingga jika semuanya terdistribusi secara merata di atmosfer bumi setelah menghembuskan napas, maka setiap penghuni planet ini akan menerima dua atau tiga molekul yang telah ada di paru-paru Anda selama inhalasi.
Dimensi atom kecil: .
Tiga ketentuan utama dari teori molekuler-kinetik akan dibahas berulang kali.
???
1. Pengukuran apa yang harus dilakukan untuk memperkirakan ukuran molekul minyak zaitun?
2. Jika sebuah atom bertambah seukuran biji opium (0,1 mm), lalu berapakah ukuran benda yang akan dicapai biji tersebut pada perbesaran yang sama?
3. Buat daftar bukti keberadaan molekul yang Anda ketahui yang tidak disebutkan dalam teks.
G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Fisika Kelas 10
Isi pelajaran ringkasan pelajaran mendukung bingkai pelajaran presentasi metode akselerasi teknologi interaktif Praktik tugas dan latihan ujian mandiri lokakarya, pelatihan, kasus, pencarian pekerjaan rumah pertanyaan diskusi pertanyaan retoris dari siswa Ilustrasi audio, klip video, dan multimedia foto, gambar grafik, tabel, skema humor, anekdot, lelucon, perumpamaan komik, ucapan, teka-teki silang, kutipan Add-on abstrak chip artikel untuk lembar contekan yang ingin tahu, buku teks dasar dan glosarium tambahan istilah lainnya Memperbaiki buku pelajaran dan pelajaranmengoreksi kesalahan dalam buku teks memperbarui fragmen dalam buku teks elemen inovasi dalam pelajaran menggantikan pengetahuan usang dengan yang baru Hanya untuk guru pelajaran yang sempurna rencana kalender untuk tahun rekomendasi metodologis dari program diskusi Pelajaran TerintegrasiJika Anda memiliki koreksi atau saran untuk pelajaran ini,
Teori kinetik-molekul - doktrin tentang struktur dan sifat materi, menggunakan konsep keberadaan atom dan molekul sebagai partikel terkecil dari suatu zat kimia. MCT didasarkan pada tiga pernyataan yang secara ketat dibuktikan oleh eksperimen:
Substansi terdiri dari partikel - atom dan molekul, di antaranya ada celah;
Partikel-partikel ini bergerak kacau, yang kecepatannya dipengaruhi oleh suhu;
Partikel saling berinteraksi.
Fakta bahwa suatu zat benar-benar terdiri dari molekul dapat dibuktikan dengan menentukan ukurannya: Setetes minyak menyebar di atas permukaan air, membentuk lapisan yang ketebalannya sama dengan diameter molekul. Tetesan dengan volume 1 mm 3 tidak dapat menyebar lebih dari 0,6 m 2:
Instrumen modern (mikroskop elektron, proyektor ion) memungkinkan untuk melihat atom dan molekul individu.
Gaya interaksi molekul. a) interaksinya bersifat elektromagnetik; b) gaya jarak pendek ditemukan pada jarak yang sebanding dengan ukuran molekul; c) terdapat jarak sedemikian bila gaya tarik menarik dan gaya tolak menolak sama (R 0), jika R > R 0, maka gaya tarik menarik berlaku jika R Aksi gaya tarik-menarik molekul terungkap dalam percobaan dengan silinder timbal yang saling menempel setelah membersihkan permukaannya. Molekul dan atom dalam padatan membuat getaran acak tentang posisi di mana gaya tarik dan tolak dari atom tetangga seimbang. Dalam cairan, molekul tidak hanya berosilasi di sekitar posisi setimbang, tetapi juga melompat dari satu posisi setimbang ke posisi setimbang berikutnya, lompatan molekul ini adalah penyebab fluiditas cairan, kemampuannya untuk mengambil bentuk bejana. Dalam gas, biasanya jarak antara atom dan molekul rata-rata jauh lebih besar daripada dimensi molekul; gaya tolak tidak bekerja pada jarak yang jauh, sehingga gas mudah dikompresi; praktis tidak ada gaya tarik menarik antara molekul gas, oleh karena itu gas memiliki sifat mengembang tanpa batas. Setiap zat terdiri dari partikel, oleh karena itu jumlah suatu zat dianggap sebanding dengan jumlah partikel. Satuan besaran suatu zat adalah mol. Satu mol sama dengan jumlah zat suatu sistem yang mengandung partikel sebanyak jumlah atom dalam 0,012 kg karbon. Perbandingan jumlah molekul dengan jumlah zat disebut konstanta Avogadro: Konstanta Avogadro adalah . Ini menunjukkan berapa banyak atom atau molekul yang terkandung dalam satu mol zat. Jumlah suatu zat dapat ditemukan sebagai rasio jumlah atom atau molekul suatu zat dengan konstanta Avogadro: Massa molar adalah besaran yang sama dengan perbandingan massa suatu zat dengan jumlah zat: Massa molar dapat dinyatakan dalam massa molekul: Untuk menentukan massa molekul, Anda perlu membagi massa suatu zat dengan jumlah molekul di dalamnya: Gerak Brown adalah gerak termal partikel yang tersuspensi dalam gas atau cairan. Ahli botani Inggris Robert Brown (1773 - 1858) pada tahun 1827 menemukan gerakan acak partikel padat yang terlihat melalui mikroskop dalam cairan. Fenomena ini disebut gerak Brown. Gerakan ini tidak berhenti; dengan meningkatnya suhu, intensitasnya meningkat. Gerak Brown adalah hasil dari fluktuasi tekanan (penyimpangan yang nyata dari nilai rata-rata). Alasan gerak Brown suatu partikel adalah bahwa tumbukan molekul-molekul cair pada partikel tidak saling meniadakan. Dalam gas yang dijernihkan, jarak antar molekul berkali-kali lebih besar dari ukurannya. Dalam hal ini, interaksi antar molekul dapat diabaikan dan energi kinetik molekul jauh lebih besar daripada energi potensial interaksinya. Untuk menjelaskan sifat-sifat suatu zat dalam keadaan gas, alih-alih gas nyata, model fisiknya digunakan - gas ideal. Model mengasumsikan: jarak antara molekul sedikit lebih besar dari diameternya; molekul adalah bola elastis; tidak ada gaya tarik menarik antar molekul; ketika molekul bertabrakan satu sama lain dan dengan dinding bejana, gaya tolak bekerja; Gerak molekul mematuhi hukum mekanika. Persamaan dasar MKT gas ideal adalah: Persamaan dasar MKT memungkinkan untuk menghitung tekanan gas jika massa molekul, nilai rata-rata kuadrat kecepatan, dan konsentrasi molekul diketahui. Tekanan gas ideal terletak pada kenyataan bahwa molekul, ketika bertabrakan dengan dinding bejana, berinteraksi dengan mereka sesuai dengan hukum mekanika sebagai benda elastis. Ketika sebuah molekul bertabrakan dengan dinding bejana, proyeksi kecepatan vx dari vektor kecepatan ke sumbu OX, tegak lurus terhadap dinding, berubah tandanya menjadi kebalikannya, tetapi tetap konstan dalam nilai absolut. Selama tumbukan, menurut hukum ketiga Newton, molekul bekerja pada dinding dengan gaya F 2 yang besarnya sama dengan gaya F 1 dan arahnya berlawanan. Persamaan keadaan gas ideal (persamaan Mendeleev-Clapeyron). Konstanta gas universal: Berdasarkan ketergantungan tekanan gas pada konsentrasi molekul dan suhunya, persamaan dapat diperoleh yang menghubungkan ketiga parameter makroskopik: tekanan, volume dan suhu, yang mencirikan keadaan massa tertentu dari gas yang cukup dijernihkan. Persamaan ini disebut persamaan keadaan gas ideal. Dimana konstanta gas universal untuk massa gas tertentu, oleh karena itu persamaan Clapeyron. Hubungan kuantitatif antara dua parameter gas untuk nilai tetap dari parameter ketiga disebut hukum gas. Dan proses yang terjadi pada nilai konstan salah satu parameter adalah isoproses. Proses isotermal - proses mengubah keadaan sistem termodinamika benda makroskopik pada suhu konstan. Untuk gas dengan massa tertentu, produk dari tekanan gas dan volumenya adalah konstan jika suhu gas tidak berubah. - Hukum Boyle - Mariotte. Proses isokhorik - proses mengubah keadaan sistem termodinamika benda makroskopik pada volume konstan. Untuk gas dengan massa tertentu, rasio tekanan terhadap suhu adalah konstan jika volume gas tidak berubah. hukum Charles. Proses isobarik - proses mengubah keadaan sistem termodinamika benda makroskopik pada tekanan konstan. Untuk gas dengan massa tertentu, rasio volume terhadap suhu adalah konstan jika tekanan gas tidak berubah. - Hukum Gay-Lussac. Ketika dua atau lebih atom masuk ke dalam ikatan kimia satu sama lain, molekul terbentuk. Tidak masalah apakah atom-atom ini sama atau sama sekali berbeda satu sama lain baik dalam bentuk maupun ukurannya. Kami akan mencari tahu apa ukuran molekul dan tergantung pada apa. Selama ribuan tahun, para ilmuwan telah berspekulasi tentang misteri kehidupan, tentang apa yang sebenarnya terjadi pada asal-usulnya. Menurut budaya paling kuno, kehidupan dan segala sesuatu di dunia ini terdiri dari elemen dasar alam - bumi, udara, angin, air, dan api. Namun, seiring waktu, banyak filsuf mulai mengajukan gagasan bahwa segala sesuatu terdiri dari hal-hal kecil yang tidak dapat dibagi yang tidak dapat diciptakan dan dihancurkan. Namun, tidak sampai munculnya teori atom dan kimia modern, para ilmuwan mulai mendalilkan bahwa partikel yang disatukan memunculkan blok bangunan dasar dari semua hal. Beginilah munculnya istilah, yang dalam konteks teori partikel modern mengacu pada satuan massa terkecil. Menurut definisi klasiknya, molekul adalah partikel terkecil dari suatu zat yang membantu mempertahankan sifat kimia dan fisiknya. Ini terdiri dari dua atau lebih atom, serta kelompok atom yang sama atau berbeda yang disatukan oleh kekuatan kimia. Berapa ukuran molekulnya? Di kelas 5, sejarah alam (mata pelajaran sekolah) hanya memberikan gambaran umum tentang ukuran dan bentuk, masalah ini dipelajari lebih detail dalam pelajaran kimia sekolah menengah. Molekul bisa sederhana atau kompleks. Berikut beberapa contohnya: Molekul yang tersusun dari dua unsur atau lebih disebut senyawa. Jadi, air, kalsium oksida dan glukosa adalah komposit. Tidak semua senyawa adalah molekul, tetapi semua molekul adalah senyawa. Seberapa besar mereka? Berapa ukuran molekul? Ini adalah fakta yang diketahui bahwa hampir segala sesuatu di sekitar kita terdiri dari atom (kecuali cahaya dan suara). Berat total mereka akan menjadi massa molekul. Ketika berbicara tentang ukuran molekul, sebagian besar ilmuwan memulai dari berat molekul. Ini adalah berat total semua atom penyusunnya: Selain massa, kita juga dapat mengukur seberapa besar molekul dalam nanometer. Satu unit air memiliki diameter sekitar 0,27 Nm. DNA memiliki panjang hingga 2 nm dan dapat meregang hingga beberapa meter. Sulit membayangkan bagaimana dimensi seperti itu bisa muat dalam satu sel. Rasio panjang-ke-ketebalan DNA luar biasa. Ini adalah 1/100.000.000, yang seperti rambut manusia sepanjang lapangan sepak bola. Berapa ukuran molekulnya? Mereka datang dalam berbagai bentuk dan ukuran. Air dan karbon dioksida termasuk yang terkecil, protein termasuk yang terbesar. Molekul adalah unsur-unsur yang tersusun dari atom-atom yang saling berhubungan. Memahami penampilan molekul secara tradisional merupakan bagian dari kimia. Terlepas dari perilaku kimianya yang aneh dan tidak dapat dipahami, salah satu karakteristik penting dari molekul adalah ukurannya. Di mana sangat berguna untuk mengetahui seberapa besar molekul? Jawaban atas pertanyaan ini dan banyak pertanyaan lainnya membantu di bidang nanoteknologi, karena konsep robot nano dan material cerdas harus berurusan dengan efek ukuran dan bentuk molekul. Di kelas 5, sejarah alam tentang topik ini hanya memberikan informasi umum bahwa semua molekul terdiri dari atom yang bergerak acak konstan. Di sekolah menengah, Anda sudah bisa melihat rumus struktur di buku teks kimia yang menyerupai bentuk molekul yang sebenarnya. Namun, tidak mungkin mengukur panjangnya dengan penggaris biasa, dan untuk melakukan ini, Anda perlu tahu bahwa molekul adalah objek tiga dimensi. Gambar mereka di atas kertas adalah proyeksi ke bidang dua dimensi. Panjang molekul diubah oleh ikatan panjang sudutnya. Ada tiga yang utama: Sudut sebenarnya sering berbeda dari sudut-sudut ini karena berbagai efek harus diperhitungkan, termasuk interaksi elektrostatik. Berapa ukuran molekulnya? Di kelas 5, jawaban atas pertanyaan ini, seperti yang telah kami katakan, bersifat umum. Anak-anak sekolah tahu bahwa ukuran koneksi ini sangat kecil. Misalnya, jika Anda mengubah molekul pasir dalam sebutir pasir menjadi sebutir pasir utuh, maka di bawah massa yang dihasilkan Anda bisa menyembunyikan rumah lima lantai. Berapa ukuran molekulnya? Jawaban singkatnya, yang juga lebih ilmiah, adalah sebagai berikut. Berat molekul disamakan dengan rasio massa seluruh zat dengan jumlah molekul dalam zat, atau rasio massa molar dengan konstanta Avogadro. Satuan ukuran adalah kilogram. Berat molekul rata-rata adalah 10 -23 -10 -26 kg. Mari kita ambil air, misalnya. Berat molekulnya akan menjadi 3 x 10 -26 kg. Bertanggung jawab atas daya tarik antar molekul adalah gaya elektromagnetik, yang memanifestasikan dirinya melalui daya tarik berlawanan dan tolakan muatan serupa. Gaya elektrostatik yang ada antara muatan yang berlawanan mendominasi interaksi antara atom dan antar molekul. Gaya gravitasi sangat kecil dalam hal ini sehingga dapat diabaikan. Dalam hal ini, ukuran molekul mempengaruhi gaya tarik-menarik melalui awan elektron dari distorsi acak yang terjadi selama distribusi elektron molekul. Dalam kasus partikel non-polar yang hanya menunjukkan interaksi van der Waals yang lemah atau gaya dispersi, ukuran molekul memiliki efek langsung pada ukuran awan elektron yang mengelilingi molekul tertentu. Semakin besar, semakin besar medan bermuatan yang mengelilinginya. Awan elektron yang lebih besar berarti bahwa lebih banyak interaksi elektronik dapat terjadi antara molekul tetangga. Akibatnya, satu bagian molekul mengembangkan muatan parsial positif sementara, sementara bagian lain mengembangkan muatan negatif. Ketika ini terjadi, molekul dapat mempolarisasi awan elektron dari yang tetangganya. Ketertarikan terjadi karena sisi positif parsial dari satu molekul tertarik ke sisi negatif parsial yang lain. Jadi berapa ukuran molekulnya? Dalam ilmu alam, seperti yang kami temukan, orang hanya dapat menemukan ide kiasan tentang massa dan ukuran partikel terkecil ini. Tapi kita tahu bahwa ada senyawa sederhana dan kompleks. Dan yang kedua dapat mencakup hal seperti makromolekul. Ini adalah unit yang sangat besar, seperti protein, yang biasanya dibuat oleh polimerisasi subunit yang lebih kecil (monomer). Mereka biasanya terdiri dari ribuan atom atau lebih. Banyak percobaan menunjukkan bahwa ukuran molekul sangat kecil. Ukuran linier suatu molekul atau atom dapat ditemukan dengan berbagai cara. Misalnya, dengan bantuan mikroskop elektron, foto beberapa molekul besar diambil, dan dengan bantuan proyektor ion (mikroskop ion), seseorang tidak hanya dapat mempelajari struktur kristal, tetapi juga menentukan jarak antara atom individu. dalam sebuah molekul. Menggunakan pencapaian teknologi eksperimental modern, dimungkinkan untuk menentukan dimensi linier atom dan molekul sederhana, yaitu sekitar 10-8 cm. Dimensi linier atom dan molekul kompleks jauh lebih besar. Misalnya, ukuran molekul protein adalah 43*10 -8 cm. Untuk mengkarakterisasi atom, konsep jari-jari atom digunakan, yang memungkinkan untuk memperkirakan jarak antar atom dalam molekul, cairan atau padatan, karena atom tidak memiliki batas yang jelas dalam ukurannya. Yaitu jari-jari atom- ini adalah bola di mana bagian utama dari kerapatan elektron atom tertutup (setidaknya 90 ... 95%). Ukuran molekul sangat kecil sehingga hanya dapat diwakili oleh perbandingan. Misalnya, molekul air berkali-kali lebih kecil dari apel besar, berapa kali apel lebih kecil dari bola dunia. Massa molekul dan atom individu sangat kecil, sehingga lebih mudah untuk menggunakan nilai massa relatif daripada absolut dalam perhitungan. Berat molekul relatif(atau massa atom relatif) zat M r adalah rasio massa molekul (atau atom) suatu zat dengan 1/12 massa atom karbon. M r \u003d (m 0) : (m 0C / 12) di mana m 0 adalah massa molekul (atau atom) zat tertentu, m 0C adalah massa atom karbon. Massa molekul relatif (atau atom) suatu zat menunjukkan berapa kali massa molekul zat lebih besar dari 1/12 massa isotop karbon C12. Massa molekul relatif (atom) dinyatakan dalam satuan massa atom. Satuan massa atom adalah 1/12 dari massa isotop karbon C12. Pengukuran yang tepat menunjukkan bahwa satuan massa atom adalah 1,660 * 10 -27 kg, yaitu 1 pagi = 1,660 * 10 -27 kg Massa molekul relatif suatu zat dapat dihitung dengan menjumlahkan massa atom relatif unsur-unsur yang menyusun molekul zat tersebut. Massa atom relatif unsur kimia ditunjukkan dalam sistem periodik unsur kimia oleh D.I. Mendeleev. Dalam sistem periodik D.I. Mendeleev untuk setiap elemen ditunjukkan massa atom, yang diukur dalam satuan massa atom (sma). Misalnya, massa atom magnesium adalah 24,305 sma, yaitu, magnesium dua kali lebih berat dari karbon, karena massa atom karbon adalah 12 sma. (ini mengikuti fakta bahwa 1 sma = 1/12 massa isotop karbon yang menyusun sebagian besar atom karbon). Mengapa mengukur massa molekul dan atom dalam amu, jika ada gram dan kilogram? Tentu saja, Anda dapat menggunakan satuan ini, tetapi akan sangat merepotkan untuk menulis (terlalu banyak angka yang harus digunakan untuk menuliskan massa). Untuk menemukan massa suatu unsur dalam kilogram, kalikan massa atom unsur tersebut dengan 1 sma. Massa atom ditemukan menurut tabel periodik (ditulis di sebelah kanan huruf penunjukan unsur). Misalnya, berat atom magnesium dalam kilogram adalah: m 0Mg = 24,305 * 1 pagi = 24,305 * 1,660 * 10 -27 = 40,3463 * 10 -27 kg Massa suatu molekul dapat dihitung dengan menjumlahkan massa unsur-unsur penyusun molekul tersebut. Misalnya, massa molekul air (H 2 O) akan sama dengan: 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 tahi lalat sama dengan jumlah zat sistem, yang mengandung molekul sebanyak jumlah atom dalam 0,012 kg karbon C 12. Artinya, jika kita memiliki sistem dengan beberapa zat, dan dalam sistem ini jumlah molekul zat ini sebanyak jumlah atom dalam 0,012 kg karbon, maka kita dapat mengatakan bahwa dalam sistem ini kita memiliki 1 mol zat. jumlah zat sama dengan rasio jumlah molekul dalam tubuh tertentu dengan jumlah atom dalam 0,012 kg karbon, yaitu jumlah molekul dalam 1 mol zat. = N / N A di mana N adalah jumlah molekul dalam tubuh tertentu, N A adalah jumlah molekul dalam 1 mol zat yang membentuk tubuh. NA adalah konstanta Avogadro. Jumlah suatu zat diukur dalam mol. konstanta avogadro adalah jumlah molekul atau atom dalam 1 mol zat. Konstanta ini mendapatkan namanya untuk menghormati ahli kimia dan fisikawan Italia Amedeo Avogadro (1776 – 1856). 1 mol zat apa pun mengandung jumlah partikel yang sama. NA \u003d 6,02 * 10 23 mol -1 Masa molar adalah massa suatu zat yang diambil dalam jumlah satu mol: = m 0 * N A di mana m 0 adalah massa molekul. Massa molar dinyatakan dalam kilogram per mol (kg/mol = kg*mol -1). Massa molar terkait dengan massa molekul relatif dengan hubungan: \u003d 10 -3 * M r [kg * mol -1] Massa sejumlah zat m sama dengan produk massa satu molekul m 0 dengan jumlah molekul: m = m 0 N = m 0 N A = Jumlah suatu zat sama dengan rasio massa zat terhadap massa molarnya: = m / Massa satu molekul zat dapat ditemukan jika massa molar dan konstanta Avogadro diketahui: m 0 = m / N = m / N A = / N A Penentuan massa atom dan molekul yang lebih akurat dicapai dengan menggunakan spektrometer massa - perangkat di mana seberkas partikel bermuatan terpisah di ruang angkasa tergantung pada massa muatannya menggunakan medan listrik dan magnet. Sebagai contoh, mari kita cari massa molar atom magnesium. Seperti yang kita temukan di atas, massa atom magnesium adalah m0Mg = 40,3463 * 10 -27 kg. Maka massa molarnya adalah: \u003d m 0Mg * N A \u003d 40.3463 * 10 -27 * 6.02 * 10 23 \u003d 2.4288 * 10 -2 kg / mol Artinya, 2,4288 * 10 -2 kg magnesium "pas" dalam satu mol. Nah, atau sekitar 24,28 gram. Seperti yang Anda lihat, massa molar (dalam gram) hampir sama dengan massa atom yang ditunjukkan untuk elemen dalam tabel periodik. Oleh karena itu, ketika mereka menunjukkan massa atom, mereka biasanya melakukan ini: Massa atom magnesium adalah 24,305 sma. (g/mol).2. Massa dan ukuran molekul. konstanta avogadro
3. Gerak Brown dan gas ideal
Apa itu molekul?
Contoh molekul
Massa molekul
Pengukuran dalam nanometer
Bentuk dan ukuran
Berapa ukuran molekulnya?
Bagaimana membayangkan ukuran molekul: contoh
Bagaimana ukuran molekul mempengaruhi gaya tarik menarik?
Kesimpulan
mol zat
konstanta avogadro