Поміркуйте
Гіпотеза, як можна зважити атоми: зважити атоми можна порівнявши їхні маси з еталоном, що вимірюється в атомних одиницях маси (а.о.м.), подібно до того, як використовуються гирі (будь–які тіла з відомою масою) для зважування предметів.
Поміркуйте
Якими можна уявити терези, щоб як важки (гирки) можна було використовувати атомну одиницю маси?
На одну шальку терези кладемо атом, який хочемо “зважити”, а на іншу — “важки”, що є атомними одиницями маси (а.о.м.). Кількість таких “важків”, потрібна для зрівноваження терезів, і буде показувати відносну атомну масу цього атома.
Наприклад, відносна атомна маса Нітрогену = 14 а.о.м.
Поміркуйте
Як можна визначити відносну молекулярну масу речовини за її хімічною формулою?
Додати відносні атомні маси всіх хімічних елементів, з яких складається молекула речовини, враховуючи при цьому кількість атомів кожного елемента. Для цього треба знайти в Періодичній таблиці відносні атомні маси потрібних елементів, для зручності округливши їх, помножити значення на індекси у формулі, а потім усі отримані числа додати.
Робота з інформацією
Вправа 14 Складіть діаграму Венна, порівнявши поняття:
а) «відносна атомна маса» й «відносна молекулярна маса»;
|
Діаграма Венна |
||
|
Відмінне |
Спільне |
Відмінне |
|
Відносна атомна маса |
Відносна молекулярна маса |
|
|
Стосується маси атома |
Є відносними величинами, не мають розмірності |
Стосується маси молекули |
б) «відносна молекулярна маса» й «відносна формульна маса».
|
Діаграма Венна |
||
|
Відмінне |
Спільне |
Відмінне |
|
Відносна молекулярна маса |
Відносна формульна маса |
|
|
Стосується маси молекули
|
Є відносними величинами, не мають розмірності, однакова формула обчислення |
Стосується маси йона
|
Вправа 15
Сьогодні одиницею вимірювання маси в системі SI є кілограм. А в давні часи різні країни користувалися переважно своїми унікальними одиницями вимірювання маси:
берковець (10 пудів) дорівнює 163,8 кг,
пуд дорівнює близько 16,38 кг,
гривня (Київська) дорівнює близько 140–160 г,
золотник дорівнює 4,266 г.
Вправа 16
Випишіть із Періодичної таблиці елементів символи й відносні атомні маси (округлені до цілих чисел) хімічних елементів:
| Алюмінію | Флуору | Цинку | Аргентуму | Стануму |
| Ar(Al) = 27 | Ar(F) = 19 | Ar(Zn) = 65 | Ar(Ag) = 108 | Ar(Sn) = 119 |
Вправа 17
Дізнайтеся, хто ввів у науку поняття «відносна атомна маса». Якими були «еталони» атомної маси до «карбонового»? Підготуйте повідомлення для класу.
Поняття "відносна атомна маса" ввів у науку Джон Дальтон на початку 19 століття. Він вперше запропонував використовувати атомну масу як відносну величину, порівнюючи її з масою атома Гідрогена, яку він прийняв за одиницю. У сучасній хімії для визначення відносних атомних мас використовується карбонова одиниця, бо 1/12 маси атома Карбону чисельно дорівнює масі атома Гідрогену 1,66•10–24 г. Пізніше за еталон обрали 1/16 маси атома Оксигену, оскільки Оксиген утворює сполуки з більшістю елементів, що спрощувало розрахунки.
Вправа 18
Обчисліть, атом якого елемента важчий і в скільки разів:
а) Нітрогену чи Гелію;
Важчий атом Нітрогену в 3,5 разів, бо Ar(N) : Ar(He) = 14 : 4 = 3,5
б) Оксигену чи Сульфуру;
Важчий атом Сульфуру в 2 рази, бо Ar(S) : Ar(О) = 32 : 16 = 2
в) Феруму чи Силіцію;
Важчий атом Феруму в 2 рази, бо Ar(Fe) : Ar(Si) = 56 : 28 = 2
г) Сульфуру чи Купруму.
Важчий атом Купруму в 2 рази, бо Ar(Cu) : Ar(S) = 64 : 32 = 2
Вправа 19
Обчисліть, скільки атомів Оксигену мають таку саму масу, як один атом Купруму.
Розв'язання
1–й спосіб
Ar(Cu)=64, Ar(O)=16, а їхнє відношення Ar(Cu) : Ar(O) = 64 : 16 = 4
2–й спосіб
Ar(Cu)=64, Ar(O)=16
Позначимо кількість атомів Оксигену через х, складемо рівняння і розв'яжемо його.
х • 16 = 64
х = 64:16
х = 4
Відповідь: чотири атоми Оксигену.
Вправа 20
Обчислили відносні молекулярні (формульні) маси речовин:
а) хлору Сl2;
Mr(Cl2)=2•Ar(Cl)=2•35,5=71
б) сульфатної кислоти H2SO4;
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98
в) сахарози С12Н22О11;
Mr(C12H22O11)=12•Ar(C)+22•Ar(H)+11•Ar(O)=12•12+22•1+11•16=342
г) міді Сu;
Mr(Cu)=Ar(Cu)=64
д) ангідриту CaSO4;
Mr(CaSO4)=Ar(Ca)+Ar(S)+4•Ar(O)=40+32+4•16=136
е) крейди СаСO3;
Mr(CaCO3)=Ar(Ca)+Ar(C)+3•Ar(O)=40+12+3•16=100
є) малахіту (СuOН)2СO3.
Mr((CuOH)2CO3)=2•Ar(Cu)+5•Ar(O)+2•Ar(H)+Ar(C)=2•64+5•16+2•1+12=222
Вправа 21
Склали формули та обчислили відносні молекулярні (формульні) маси речовин:
а) натрій хлориду; NaCl
Mr(NaCl)=Ar(Na)+Ar(Cl)=23+35,5=58,5
б) кальцій броміду; CaBr2
Mr(CaBr2)=Ar(Ca)+3•Ar(Br)=40+3•80=280
в) плюмбум (2+) йодиду; PbI2
Mr(PbI2)=Ar(Pb)+2•Ar(I)=207+2•127=461
г) алюміній оксиду; Al2O3
Mr(Al2O3)=2•Ar(Al)+3•Ar(O)=2•27+3•16=102
д) нітроген (ІІІ) оксиду. N2O3
Mr(N2O3)=2•Ar(N)+3•Ar(O)=2•14+3•16=76
Вправа 22
У перекисі водню на один атом Оксигену припадає один атом Гідрогену. Визначте хімічну формулу перекису водню, якщо його відносна молекулярна маса дорівнює 34.
Розв'язання
1 cпосіб
Нехай x – кількість атомів кожного хімічного елемента, тоді загальна формула сполуки має вигляд HxOx.
Mr(HxOx) = 34, Ar(H)=1, Ar(O)=16, а Mr(НxОx)=х•Ar(Н)+х•Ar(О).
Підставимо значення і отримаємо алгебраїчне рівняння:
х + 16х = 34
17х = 34
х = 34 : 17
х = 2, отже, формула сполуки Н2О2.
2 cпосіб
Нехай на 1 атом Гідрогену припадає 1 атом Оксигену, тоді формула НО.
Mr(НО)=Ar(Н)+Ar(О)=1 + 16 = 17, 17 < 34, тому не підходить.
Нехай на 2 атоми Гідрогену припадає 2 атоми Оксигену, тоді формула Н2О2.
Mr(Н2О2)=2Ar(Н)+2Ar(О)=2 + 32 = 34, 34 = 34, тому підходить.
Відповідь: формула сполуки H2O2.
Вправа 23
Мінерал пірит складається з двох хімічних елементів — Феруму та Сульфуру й має відносну формульну масу 120. Визначте хімічну формулу цієї речовини.
Розв'язання
1 спосіб
Нехай x і у – кількість атомів кожного хімічного елемента, тоді загальна формула сполуки має вигляд FexSy.
Mr(FexSy)=120, Ar(Fe)=56, Ar(S)=32, а Mr(FexSy)=х•Ar(Н)+y•Ar(О).
Підставимо значення і отримаємо алгебраїчне рівняння:
56х + 32y = 120
Методом підбору знаходимо, що якщо взяти один атом Феруму, тоді х=1.
56 + 32y = 120
32y = 64
y = 64 : 32
y = 2, отже, хімічна формула піриту FeS2.
2 cпосіб
Ar(сполуки)=120, Ar(Fe)=56, Ar(S)=32, тоді Ar(Fe) + Ar(S) = 56 + 32 = 88,
на інші атоми припадає 120 – 88 = 32 а.о.м., що відповідає відносній атомній масі Сульфуру (Ar(S)=32), тому формула сполуки складається з атома Феруму і двох атомів Сульфуру та має вигляд FeS2.
Відповідь: формула сполуки FeS2.
Вправа 24
Формула жасмоналю, який зумовлює запах квітів жасмину, C6H5CHC(C5H11)CHO. Обчисліть його відносну молекулярну масу.
Спочатку визначимо кількість атомів кожного хімічного елемента в сполуці:
Карбон (C): 6 + 1 + 1 + 5 + 1 = 14 атомів.
Гідроген (H): 5 + 1 + 11 + 1 = 18 атомів.
Оксиген (O): 1 атом, отже, загальна формула має вигляд C14H18O.
Mr(C14H18O)=14Ar(C)+18Ar(H)+Ar(O) = 14•12+18•1+16 = 168+18+16 = 202.
Розуміння явищ природи (робота в групах)
Вправа 25
За малюнками визначте, чи справді врівноважені терези.
а) 12 атомів Гідрогену і 1 атом Карбону;
| Ліва шалька | = | Права шалька | ||
 |
|
|
 |
|
|
|
|
||
|
|
|
||
Маса 12 атомів Гідрогену (12 • 1 а.о.м. = 12 а.о.м.) дорівнює масі одного атома Карбону (12 а.о.м.).
б) 1 атомів Магнію і 2 атоми Карбону;
| Ліва шалька | = | Права шалька | |
 |
|
|
|
Маса 1 атома Магнію (24 а.о.м.) дорівнює масі двох атомів Карбону (2 • 12 а.о.м. = 24 а.о.м.).
Вправа 26
Визначте, у який бік схиляться шальки терезів, якщо відпустити руку.
| Ліва шалька (підніметься ввверх) | < | Права шалька (опуститься вниз) | |||
 |
|
|
 |
|
|
Ліва шалька:
Відносна молекулярна маса однієї молекули води дорівнює 18
(Mr(H2O)=2Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18), а трьох таких молекул утричі більша і дорівнює 3•18=54
Права шалька:
Відносна молекулярна маса однієї молекули вуглекислого газу дорівнює 44
(Mr(CO2)=Ar(C)+2Ar(O)=12+2•16=44), а двох таких молекул удвічі більша і дорівнює 2•44=88
Оскільки 54 < 88, то права шалька терезів переважить і схилиться вниз.
Відповідь: права шалька терезів переважить і схилиться вниз.
ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ
Завдання 1
Доповніть речення.
Відносна атомна маса хімічного елемента — це відношення маси атома цього елемента до 1/12 маси атома КАРБОНУ.
Завдання 2
У кожній парі визначте, атоми якого хімічного елемента мають більшу відносну атомну масу. Виберіть потрібний знак «>» чи «<».
| P < Fe | K > Na | Cl < Cu |
Завдання 3
Відносна молекулярна маса речовини дорівнює сумі відносних АТОМНИХ мас усіх хімічних елементів, що містяться в складі МОЛЕКУЛИ, з урахуванням кількості атомів кожного елемента.
Завдання 4
Обчисліть відносні молекулярні (формульні) маси речовин і запишіть правильні відповіді.
| Mr(H2S) = 34 | Mr(CH4) = 16 | Mr(NaOH) = 40 |
Завдання 5
Відносна атомна маса — безрозмірна величина.
Відносну атомну масу обчислюють відносно 1/12 маси атома Карбону-12.
У Періодичній таблиці хімічні елементи розташовані переважно в порядку збільшення відносної атомної маси.
Відносну атомну масу обчислюють відносно маси атома Оксигену.
У Періодичній таблиці хімічні елементи розташовані за алфавітним порядком.
Одиниця вимірювання відносної молекулярної маси — кілограм.
Завдання 6
Установіть формули речовин у порядку збільшення відносної молекулярної маси.
CH4 (16), H2O (18), NO (30), SO3 (80)
Завдання 7
Установіть формули речовин у порядку збільшення відносної молекулярної маси.
 |
CH4 | 16 |
 |
NH3 | 17 |
 |
HCl | 36,5 |
 |
Cl2 | 71 |