как обозначается молекулярная масса в химии

Молекулярная масса (или молекулярный вес) — это величина, которая характеризует массу молекулы вещества. Она определяется как сумма атомных масс всех атомов, входящих в состав молекулы. В химии молекулярная масса обозначается в атомных единицах массы (а. е. м.), также известными как единицы массы атома (u или amu).

Обозначение молекулярной массы:

1. Молекулярная масса обозначается символом $M$, либо иногда $M_m$, если необходимо уточнить, что речь идет именно о молекуле, а не о молекуле в контексте молекулярной массы вещества в целом.

2. Единицы измерения — атомные единицы массы (а. е. м.) или единицы массы атома (amu):

   • 1 а. е. м. (или 1 amu) соответствует 1/12 массы атома углерода-12. Это примерно $1.66053906660\times 10^{-24}$ грамма.

   • Важная особенность: молекулярная масса не имеет размерности в граммах или килограммах, поскольку это значение относится к индивидуальной молекуле. Для молекул, состоящих из большого числа атомов, масса может быть довольно большой, но всегда выражается в атомных единицах.

3. Практическое значение молекулярной массы — молекулярная масса дает представление о том, сколько атомных единиц массы содержится в одной молекуле вещества. Например, молекулярная масса воды (H₂O) составляет 18.015 а. е. м., что означает, что одна молекула воды весит 18.015 атомных единиц массы.

Как вычисляется молекулярная масса:

Для вычисления молекулярной массы молекулы необходимо сложить атомные массы всех атомов, составляющих молекулу, с учетом их количества в молекуле.

Пример:

Возьмем молекулу воды $H_{2}O$:

• Атомная масса водорода (H) ≈ 1.008 а. е. м.

• Атомная масса кислорода (O) ≈ 15.999 а. е. м.

Молекулярная масса воды:

$$M(H_{2}O)=2\times 1.008+1\times 15.999=18.015\text{а. е. м.}$$

Пример 2: Молекулярная масса углекислого газа $C{O}_2$:

• Атомная масса углерода (C) ≈ 12.011 а. е. м.

• Атомная масса кислорода (O) ≈ 15.999 а. е. м.

Молекулярная масса углекислого газа:

$$M(C{O}_2)=1\times 12.011+2\times 15.999=44.009\text{а. е. м.}$$

Различие между молекулярной массой и молекулярной массой вещества:

• Молекулярная масса молекулы — это масса одной молекулы, измеренная в атомных единицах массы.

• Молекулярная масса вещества — это масса одного молекулы вещества, но в контексте вещества в целом, часто выражается в граммах на моль (г/моль).

Для вещества, состоящего из множества молекул (например, воды в литре), говорят о молекулярной массе вещества, но используют единицу «моль» для упрощения вычислений.

Молекулярная масса и моль:

Молекулярная масса вещества связана с его количеством, выражаемым в молях. Один моль вещества содержит $6.022\times 10^{23}$ молекул (число Авогадро). Например:

• Если молекулярная масса воды составляет 18.015 а. е. м., то 1 моль воды (1 моль H₂O) весит 18.015 г. Это связано с тем, что один моль молекул воды будет содержать $6.022\times 10^{23}$ молекул, и общая масса этого количества молекул будет равна 18.015 г.

Применение молекулярной массы в химии:

1. Химический анализ: Молекулярная масса важна для определения состава веществ. Это особенно важно при расчетах в химических реакциях, где соотношения молекул и массы вещества играют ключевую роль.

2. Синтез веществ: Знание молекулярной массы помогает в синтезе химических соединений, так как важно точно знать количество вещества, которое нужно для реакции.

3. Физико-химические свойства: Молекулярная масса влияет на многие физико-химические свойства вещества, такие как температура плавления, кипения, плотность и растворимость.

Вывод:

Молекулярная масса молекулы — это сумма масс атомов, входящих в молекулу, измеряемая в атомных единицах массы (а. е. м.). Она служит важным параметром при расчете массы вещества, его составных частей и влияет на свойства вещества.