01. Предмет химии
6 мин
02. Становление представлений о строении атома
10 мин
03. Практическое занятие 1. Правила безопасной работы в химической лаборатории
6 мин
04. Построение модели невидимого объекта. Возникновение в науке теоретических представлений о веществе и химической реакции.
7 мин
05. Электронная оболочка атома
11 мин
06. Чистые вещества и смеси
5 мин
07. Методы разделения и очистки веществ
8 мин
08. Практическое занятие 2. Разделение смесей веществ
4 мин
09. Характеристика химических реакций
7 мин
10. Практическое занятие 3. Химические реакции
7 мин
11. Сущность химической реакции. Закон сохранения массы веществ
6 мин
12. Развитие в науке представлений о простом и сложном веществе. Химические элементы. Символы химических элементов
10 мин
13. Химические элементы. Символы химических элементов
10 мин
14. Массовая доля химического элемента в веществе
6 мин
15. Постоянство состава вещества
4 мин
16. Относительная атомная масса химических элементов
7 мин
17. Закон Авогадро. Состав молекул
7 мин
18. Относительная молярная и молекулярная массы вещества. Молярный объём вещества
12 мин
19. Молярная масса. Молярный объём. Решение задач
7 мин
20. Химическая формула вещества
4 мин
21. Расчёт массовой доли химических элементов по формуле вещества
5 мин
22. Валентность химических элементов
4 мин
23. Составление формул веществ по валентности элементов
4 мин
24. Названия химических веществ
4 мин
25. Уравнение химической реакции. Ч.2
4 мин
26. Уравнение химической реакции. Ч.1
5 мин
27. Повторение и обобщение темы «Первоначальные химические представления»
8 мин
28. Решение расчётных задач по уравнению реакции
4 мин
Относительная атомная масса химических элементов
Видео доступно по абонементу
Из материалов урока вы узнаете, что атомы одних химических элементов отличаются от атомов других химических элементов массой. Также мы постараемся ответить на вопрос, как химикам удалось измерить массу атома, который настолько мал, что даже не виден в электронный микроскоп.
В начале XIX века, спустя 150 лет после работ Роберта Бойля, английский учёный Джон Дальтон (рис. 1) предложил способ определения массы атомов химических элементов. Рассмотрим суть этого метода.
Джон ДальтонДжон Дальтон — английский физик и химик, родился в Великобритании в 1766 году. В 1822 году он стал членом Лондонского королевского общества. Знания он приобрёл самостоятельно. Изучая свойства газовых смесей, Дальтон открыл закон парциальных давлений газов (1801 г.) и зависимость растворимости газов от их парциального давления (1803 г.). Также он исследовал зависимость испарения жидкости от давления, температуры и других факторов. Дальтону принадлежит заслуга в развитии АМТ. Он создал первую таблицу относительных атомных масс (рис. 1), хотя их значения были слишком приблизительными, а также предложил систему обозначений химических элементов и веществ (рис. 2). Дальтон описал дефект зрения — дальтонизм, которым страдал сам.
Дальтон предложил модель, в соответствии с которой в молекулу сложного вещества входит только по одному атому различных химических элементов. Например, он считал, что молекула воды состоит из одного атома водорода и одного атома кислорода. В состав простых веществ, по Дальтону, тоже входит только один атом химического элемента, то есть молекула кислорода должна состоять из одного атома кислорода. И тогда, зная массовые доли элементов в веществе, легко определить, во сколько раз масса атома одного элемента отличается от массы атома другого элемента.
Известно, что массовая доля магния в оксиде магния равна 60 %, а массовая доля кислорода — 40 %. Тогда, идя по пути рассуждений Дальтона, можно сказать, что масса атома магния больше массы атома кислорода в 1,5 раза (60 : 40 = 1,5).
Проведя большое исследование, учёный заметил, что нет элемента, массовая доля которого была бы меньше массовой доли водорода. Значит, масса атома водорода самая маленькая. Поэтому он предложил массы атомов элементов сравнивать с массой атома водорода. Таким образом были вычислены первые и довольно приблизительные значения относительных атомных масс.
Атомная масса водорода была принята за единицу, а значение относительной массы серы получилось равным 17. Но все полученные значения были либо приблизительными, либо неверными, так как техника эксперимента того времени была далека от совершенства и установка Дальтона о составе вещества была неверной.
В 1807–1817 годах шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус (рис. 2) провёл грандиозное по своим масштабам исследование по уточнению относительных атомных масс элементов. Ему удалось получить значения, близкие к современным.
Значительно позже работ Берцелиуса массы атомов химических элементов стали сравнивать с 1/12 массы атома углерода (рис. 3).
Относительная атомная масса химического элемента показывает, во сколько раз масса атома химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.Относительная атомная масса обозначается «Аr», она не имеет единиц измерения, так как показывает отношение масс атомов. Например: Аr(О) = 16, то есть атом кислорода в 16 раз тяжелее 1/12 массы атома углерода.
Абсолютная масса 1/12 атома углерода является эталонной единицей, значение которой вычислено с высокой точностью и составляет 1,66 ⋅ 10⁻²⁴ г или 1,66 ⋅ 10⁻²⁷ кг. Эта эталонная масса называется атомной единицей массы (а. е. м.).
История атомной единицы массыАтомная единица массы — это единица измерения атомов, молекул или элементарных частиц.
Вообще, понятие атомной массы в 1803 году ввёл Джон Дальтон, и тогда за эталонную единицу брали массу атома водорода и пользовались так называемой водородной шкалой.
В 1818 году Й. Я. Берцелиус опубликовал таблицу атомных масс, отнесённых к атомной массе кислорода, которая была равна 103. Система атомных масс Берцелиуса господствовала до 1860-х годов, когда химики снова приняли водородную шкалу. В 1906 году химики вновь перешли на кислородную шкалу. Тогда за единицу атомной массы принимали 1/16 часть атомной массы кислорода.
Только с 1961 года химиками была принята углеродная шкала. Сейчас атомной единицей массы является 1/12 часть массы атома углерода.
Запоминать значения относительных атомных масс химических элементов не нужно, они приведены в любом учебнике или справочнике по химии, а также в периодической таблице Д. И. Менделеева (рис. 4).
Как определить относительную атомную массу элемента по таблице МенделееваВ Периодической системе химических элементов Дмитрия Ивановича Менделеева в ячейках рядом с символами химических элементов находится значение относительной атомной массы (рис. 1). Зачастую данное значение приводится с точностью до тысячных, но при расчётах значение атомной массы принято округлять до целых. Исключение составляет относительная атомная масса хлора — для хлора используют значение 35,5.
Относительными атомными массами удобнее пользоваться, чем значениями абсолютных масс, так как массы атомов очень малы.
Полезные ссылки
Проверьте себя
Что такое относительная атомная масса? Почему она является относительной?
Какие эталонные единицы использовались для вычисления атомных масс химических элементов? Какая эталонная единица используется сейчас?
По таблице Менделеева определите относительные атомные массы калия, углерода, фтора, железа и кремния.
Список использованных источников:
Источник: wikipedia.org / название: The Shannon Portrait of the Hon Robert Boyle / атрибуция: общественное достояние, автор: Mary Mark, wikipedia.org / название: John Dalton. Line engraving by W. H. Worthington, 1823, afte Wellcome V0006489 / атрибуция: общественное достояние, автор: Fæ; название: Jöns Jacob Berzelius from Familj-Journalen1873 / атрибуция: общественное достояние, автор: Tene~commonswiki
Автор Хабибуллин А. О. (СХАО-9125 от 09.01.2025 г.)
Изображения используются согласно лицензии Shutterstock / FOTODOM
"