Maddalarning tarkibi murakkab, garchi ular mayda zarrachalar - atomlar, molekulalar, ionlar tomonidan hosil qilingan bo'lsa ham. Ko'pgina suyuqliklar va gazlar, shuningdek, ba'zi qattiq moddalar molekulyar tuzilishga ega. Metalllar va ko'plab tuzlar atomlar va zaryadlangan ionlardan iborat. Barcha zarralar, hatto eng kichik molekula ham massaga ega. Molekulaning massasi, agar kilogrammda ifodalangan bo'lsa, juda kichik qiymatga ega bo'ladi. Masalan, m (N2O)=30 • 10-27 kg. Mikrozarrachalarning massasi va kattaligi kabi moddaning muhim xususiyatlari uzoq vaqtdan beri fiziklar va kimyogarlar tomonidan o'rganilgan. Mixail Lomonosov va Jon D alton asarlarida poydevor qo'yilgan. O'shandan beri mikrodunyoga qarashlar qanday o'zgarganini ko'rib chiqing.
Lomonosovning "korpuskulalar" haqidagi g'oyalari
Materiyaning diskret tuzilishi haqidagi faraz qadimgi Yunoniston olimlari tomonidan bildirilgan. Shu bilan birga, jismlarning eng kichik bo'linmas zarrasi, koinotning "g'isht"iga "atom" nomi berildi. Buyuk rus tadqiqotchisi M. V. Lomonosov materiya tuzilishining fizik vositalar bilan boʻlinmaydigan arzimas kichik zarrasi – korpuskula haqida yozgan. Keyinchalik, boshqa olimlarning asarlarida u "molekula" deb nomlangan.
Molekulaning massasi, shuningdek, uning o'lchamlari uni tashkil etuvchi atomlarning xususiyatlari bilan belgilanadi. Uzoq vaqt davomida olimlar mikrodunyoga chuqur nazar tashlay olmadilar, bu esa kimyo va fizikaning rivojlanishiga to'sqinlik qildi. Lomonosov bir necha bor o'z hamkasblarini o'rganishga va o'z ishlarida aniq miqdoriy ma'lumotlarga - "o'lchov va vaznga" tayanishga chaqirdi. Rus kimyogari va fizigining mehnati tufayli materiyaning tuzilishi haqidagi ta'limotning asoslari qo'yildi, bu uyg'un atom-molekulyar nazariyaning ajralmas qismiga aylandi.
Atomlar va molekulalar "koinotning qurilish bloklari"
Hatto mikroskopik jihatdan kichik jismlar murakkab, turli xil xususiyatlarga ega. Yadro va elektron qatlamlardan tashkil topgan atomlar kabi zarralar musbat va manfiy zaryadlar soni, radiusi va massasi bilan farqlanadi. Atomlar va molekulalar moddalar tarkibida alohida holda mavjud emas, ular turli kuchlar bilan tortiladi. Jozibali kuchlarning ta'siri qattiq moddalarda ko'proq seziladi, suyuqliklarda zaifroq, gazsimon moddalarda deyarli sezilmaydi.
Kimyoviy reaksiyalar atomlarning parchalanishi bilan birga kelmaydi. Ko'pincha ularning qayta joylashishi sodir bo'ladi, boshqa molekula paydo bo'ladi. Molekulaning massasi uning qaysi atomlardan hosil bo'lishiga bog'liq. Ammo barcha o'zgarishlar bilan atomlar kimyoviy jihatdan bo'linmas bo'lib qoladi. Ammo ular turli molekulalarning bir qismi bo'lishi mumkin. Shu bilan birga, atomlar o'zlari tegishli bo'lgan elementning xususiyatlarini saqlab qoladilar. Molekula atomlarga parchalanishidan oldin moddaning barcha belgilarini saqlab qoladi.
Jismlar tuzilishining mikrozarrasi - molekula. Molekula massasi
Makroob'ektlarning massasini o'lchash uchun asboblardan foydalaniladi, ulardan eng qadimgisi tarozilardir. O'lchov natijasi kilogrammda qulay tarzda olinadi, chunki bu xalqaro jismoniy miqdorlar tizimining (SI) asosiy birligi. Molekulaning kilogrammdagi massasini aniqlash uchun zarrachalar sonini hisobga olgan holda atom massalarini qo'shish kerak. Qulaylik uchun maxsus massa birligi - atom joriy etildi. Siz uni harf qisqartmasi (a.m.u.) sifatida yozishingiz mumkin. Bu birlik uglerod nuklidi massasining o'n ikkidan bir qismiga to'g'ri keladi 12C.
Topilgan qiymatni standart birliklarda ifodalasak, 1,66 • 10-27 kg ni olamiz. Fiziklar asosan jismlarning massasi uchun shunday kichik ko'rsatkichlar bilan ishlaydi. Maqolada ba'zi kimyoviy elementlarning atomlarining massalari nimaga teng ekanligini bilib olishingiz mumkin bo'lgan jadval mavjud. Bir vodorod molekulasining kilogrammdagi massasi qancha ekanligini bilish uchun jadvalda keltirilgan ushbu kimyoviy elementning atom massasini ikkiga ko'paytiramiz. Natijada ikkita atomdan tashkil topgan molekula massasining qiymatini olamiz.
Nisbiy molekulyar og'irlik
Juda kichik qiymatlar bilan hisob-kitoblarda ishlash qiyin, bu noqulay, vaqt talab etadi, xatolarga olib keladi. Mikrozarrachalar massasiga kelsak, qiyin vaziyatdan chiqish yo'li nisbiy qiymatlardan foydalanish edi. Kimyogarlarga tanish bo'lgan atama ikki so'zdan iborat - "atom massasi", uning belgisi Ar. Molekulyar og'irlik (molekulaning massasi bilan bir xil) uchun bir xil tushuncha kiritilgan. Ikki miqdorga tegishli formula: Mr=m(v-va)/1/12 m(12C).
Odamlarning "molekulyar og'irlik" degan gapini eshitish odatiy hol emas. Ushbu eskirgan atama hali ham molekula massasiga nisbatan qo'llaniladi, lekin kamroq va kamroq. Gap shundaki, vazn boshqa jismoniy miqdor - bu tananing geografik koordinatalariga bog'liq bo'lgan kuchdir. Aksincha, massa kimyoviy jarayonlarda ishtirok etuvchi va normal tezlikda harakatlanuvchi zarrachalarning doimiy xarakteristikasi boʻlib xizmat qiladi.
Molekulaning massasini qanday aniqlash mumkin
Molekulaning og'irligini aniq aniqlash qurilma - massa spektrometri yordamida amalga oshiriladi. Muammolarni hal qilish uchun siz davriy tizimdagi ma'lumotlardan foydalanishingiz mumkin. Masalan, kislorod molekulasining massasi 16 • 2=32. Keling, oddiy hisob-kitoblarni bajaramiz va Mr(H2O) – suvning nisbiy molekulyar og’irligi qiymatini topamiz. Davriy jadvalga ko'ra kislorod atomining massasi 16, vodorod - 1 ekanligini aniqlaymiz. Oddiy hisob-kitoblarni amalga oshiramiz: Mr(H2 O)=1 • 2 + 16=18, bu erda Mr - molekulyar og'irlik, H2O - suv molekulasi, H - vodorod elementining belgisi, O - kislorodning kimyoviy belgisi.
Izotop massalari
Tabiat va texnologiyadagi kimyoviy elementlar bir necha xil atomlar - izotoplar shaklida mavjud. Ularning har biri individual massaga ega, uning qiymati kasr qiymatiga ega bo'lishi mumkin emas. Ammo kimyoviy elementning atom massasi ko'pincha bir nechta kasrli raqamdir. Hisob-kitoblar hisobga olinadihar bir turning er qobig'ida tarqalishi. Shuning uchun davriy tizimdagi atomlarning massalari har doim ham butun son bo'lavermaydi. Hisob-kitoblar uchun bunday miqdorlardan foydalanib, biz molekulalarning massalarini olamiz, ular ham butun sonlar emas. Ba'zi hollarda qiymatlarni yaxlitlashga ruxsat beriladi.
Molekulyar bo'lmagan moddalarning molekulyar og'irligi
Ko'pchilik noorganik moddalar molekulyar tuzilishga ega emas. Metallar atomlar, ionlar va erkin elektronlardan, tuzlar kationlar va anionlardan iborat. Molekulyar bo'lmagan tuzilishdagi moddalar uchun shartli molekulalarning massasi ham eng oddiy tarkibni aks ettiruvchi yalpi formula bo'yicha hisoblanadi. Formulasi NaCl bo'lgan ion tuzilishli modda - osh tuzi uchun Mr qiymatini topamiz. Mr=23 + 35,5=55,5. Ba'zi hisob-kitoblar uchun havoning molekulyar og'irligi - gazlar aralashmasi talab qilinadi. Atmosferadagi turli moddalarning foizini hisobga olsak, havoning molekulyar og'irligi 29 ga teng.
Molekulalarning hajmi va massasi
Yirik molekulalarning elektron mikrografiyalarida alohida atomlarni koʻrish mumkin, lekin ular shunchalik kichikki, ular oddiy mikroskopda koʻrinmaydi. Har qanday moddaning zarrachasining chiziqli o'lchami, masalan, massa, doimiy xususiyatdir. Molekulaning diametri uni tashkil etuvchi atomlarning radiuslariga, ularning o'zaro tortishishlariga bog'liq. Zarrachalar o'lchamlari protonlar soni va energiya darajasining oshishi bilan o'zgaradi. Vodorod atomi hajmi jihatidan eng kichiki, radiusi atigi 0,5 • 10-8 sm. Uran atomi vodorod atomidan uch marta katta. Mikrokosmosning haqiqiy “gigantlari” organik moddalar molekulalaridir. Shunday qilib,oqsil zarralaridan birining chiziqli o'lchami 44 • 10-8 qarang
Xulosa qilish uchun: molekulalarning massasi ularni tashkil etuvchi atomlar massalarining yig'indisidir. Kilogrammdagi mutlaq qiymatni davriy sistemada topilgan molekulyar og'irlik qiymatini 1,66 ga ko'paytirish orqali olish mumkin • 10-27 kg.
Molekulalar makroob'ektlarga nisbatan ahamiyatsiz. Masalan, hajmi jihatidan H2O suv molekulasi olmanikidan shunchalik kichik, chunki bu meva sayyoramizdan kichikroq.
