Σχετική ατομική και μοριακή μάζα Αριθμός Avogadro και η έννοια του mol

Το άτομο του υδρογόνου (H) Ένα πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο Όλη η μάζα του είναι κυρίως στον πυρήνα (μάζα πρωτονίου είναι πολύ μεγαλύτερη από μάζα ηλεκτρονίου) Μάζα πρωτονίου mp = 1,673X10-27 kg Μάζα ηλεκτρονίου me = 9X10-31 kg

Το άτομο του ηλίου (He) Δύο πρωτόνια - δύο νετρόνια στον πυρήνα και δύο ηλεκτρόνια Όλη η μάζα του είναι κυρίως στον πυρήνα Η μάζα πρωτονίου περίπου ίση με τη μάζα νετρονίου Μάζα πρωτονίου mp = 1,673X10-27 kg Μάζα νετρονίου mn = 1,675X10-27 kg

Σύγκριση Παίρνοντας σαν μονάδα την μάζα του υδρογόνου διαπιστώνουμε: Τα άτομο του ηλίου έχει 4 φορές μεγαλύτερη μάζα από το υδρογόνο

Και άλλες συγκρίσεις Με πάντα μονάδα την μάζα του ατόμου του Η διαπιστώνουμε ότι: Το άτομο του άνθρακα (C) έχει 12 φορές μεγαλύτερη μάζα Το άτομο του οξυγόνου (Ο) έχει 16 φορές μεγαλύτερη μάζα

Ο πρώτος ορισμός (ως το 1904) ΣΧΕΤΙΚΗ ΑΤΟΜΙΚΗ ΜΑΖΑ στοιχείου λέγεται ο αριθμός που δείχνει πόσες φορές είναι μεγαλύτερη η μάζα του ατόμου του στοιχείου από την μάζα του ατόμου του υδρογόνου

Η ανάγκη για περισσότερη ακρίβεια Η αρχική μονάδα σύγκρισης (το άτομο υδρογόνου) αντικαταστάθηκε το 1961 από το 1/12 της μάζας του ισοτόπου του άνθρακα 12C. Η νέα μονάδα είναι λίγο μεγαλύτερη από την μάζα του ατόμου του υδρογόνου Το ισότοπο του άνθρακα 12C περιέχει 6 p, 6 n και 6 e.

Ο σύγχρονος ορισμός ΣΧΕΤΙΚΗ ΑΤΟΜΙΚΗ ΜΑΖΑ (Ar) λέγεται ο αριθμός που δείχνει πόσες φορές είναι μεγαλύτερη η μάζα του ατόμου του στοιχείου από το 1/12 της μάζας του ισοτόπου του άνθρακα 12C ΠΙΝΑΚΑΣ H:1,008 He:4,003 Li:6,941 Be:9,012 B:10,81 C:12,01 N:14,01 O:16,00 κ.o.κ

Τα ισότοπα και η τιμή του Αr Ισότοπα είναι τα άτομα που έχουν τον ίδιο ατομικό αριθμό αλλά διαφορετικό μαζικό αριθμό Διαφέρει δηλαδή ο αριθμός νετρονίων που περιέχεται στο πυρήνα τους

Τα ισότοπα και η τιμή του Αr Τα ισότοπα έχουν διαφορετική μάζα Η σχετική ατομική μάζα ενός στοιχείου προκύπτει από τις σχετικές ατομικές μάζες των ισοτόπων του λαμβάνοντας υπόψη και την αναλογία με την οποία εμφανίζονται αυτά στη φύση.

Παράδειγμα Το χλώριο εμφανίζει δύο σταθερά ισότοπα: Το χλώριο-35 (35Cl) με Αr 34,99 σε ποσοστό 75,77% Το χλώριο-37 (37Cl) με Αr 36,97 σε ποσοστό 24,23% Έτσι η σχετική ατομική μάζα του χλωρίου στους πίνακες είναι: 35,45

Σχετική μοριακή μάζα Κατ΄ αναλογία και η μάζα ενός μορίου μπορεί να υπολογιστεί πόσες φορές έχει μεγαλύτερη μάζα από την μονάδα σύγκρισης μας το 1/12 της μάζας του ισοτόπου του άνθρακα 12C Ο αριθμός που προκύπτει από την σύγκριση λέγεται σχετική μοριακή μάζα (Mr)

Παράδειγμα Το μόριο νερού είναι περίπου 18 φορές μεγαλύτερης μάζας από το 1/12 της μάζας του ισοτόπου του άνθρακα 12C Το Μr του νερού είναι 18

Υπολογισμός Mr από το Ar ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ Mr Ο2 =2 x Ar Ο=2 x 16 = 32 Mr Η2Ο=2xAr Η+1xAr Ο=2x1+2x16= 18 Mr Η2SΟ4 =2 x Ar Η+1 x Ar S +4 x Ar Ο= 2x1 + 1x32 + 4x16=98 Mr Ca(OH)2 =1 x Ar Η+2 x (1 x Ar O +1 x Ar H)=1 x 40 + 2 x (16 +1) = 74

Πως μετράμε την ποσότητα μιας ουσίας; Μετρώντας την μάζα της Μετρώντας τον όγκο της (κυρίως σε υγρά) Μετρώντας τα στοιχειώδη σωματίδια που την αποτελούν Παράδειγμα ζάχαρη – κόκκοι χημική ουσία - μόρια

Τα μόρια είναι πολύ μικρά! Χρειάζεται ένας τεράστιος αριθμός ατόμων για να πάρουμε μια μετρούμενη σε ζυγό ποσότητα της ουσίας Απαιτούνται 6,02·1023 άτομα υδρογόνου για να έχουμε 1 g αερίου υδρογόνου

Αριθμός Avogadro Άρα Αφού το 1 μόριο άνθρακα έχει μάζα 12 πλάσια του υδρογόνου τότε 6,02·1023 άτομα άνθρακα θα ζυγίζουν 12 g. Ο αριθμός 6,02·1023 ονομάζεται αριθμός Avogadro. 6,02·1023 άτομα από κάθε στοιχείο έχει μάζα όσο η σχετική ατομική του μάζα εκφρασμένη σε g

Κατ΄ επέκταση 6,02·1023 μόρια από κάθε στοιχείο ή χημική ένωση έχει μάζα ίση με τη σχετική μοριακή του μάζα εκφρασμένη σε g Πχ 6,02·1023 μόρια H2O ζυγίζουν 18 g 6,02·1023 μόρια O2 ζυγίζουν 32 g 18 g Η2Ο περιέχουν 6,02·1023 μόρια νερού

Ο αριθμός Avogadro είναι τεράστιος Αν κάποιος μόλις γεννηθεί κερδίσει στο λαχείο 6,02·1023 € και καταναλώνει κάθε δευτερόλεπτο της ζωής του 1 δισεκατομμύριο € μέχρι τα 90 του θα έχει αφήσει άθικτο το 99,999% του ποσού!

Η έννοια του mol 1 mol είναι η ποσότητα της ουσίας που περιέχει 6,02·1023 (ΝΑ) οντότητες 1 mol μόρια περιέχει ΝΑ μόρια 1 mol άτομα περιέχει ΝΑ άτομα 1 mol ιόντα περιέχει ΝΑ ιόντα

Συνοψίζοντας 1 mol μορίων περιέχει 6,02·1023 μόρια και ζυγίζει το Μr της ουσίας σε g. 1 mol ατόμων περιέχει 6,02·1023 άτομα και ζυγίζει το Αr της ουσίας σε g. Από αριστερά ποσότητες 1 mol από μαγειρικό αλάτι (NaCl), ζάχαρη (C12H22O11), άνθρακα (C), χαλκό (Cu)