1-3 原子量與分子量
DESCRIPTION
1-3.1 原子量 1-3.2 分子量 1-3.3 莫 耳. 1-3 原子量與分子量. 原子的體積與質量皆非常微小,很難直接測量。但在化學反應中,原子質量的測定非常重要,科學家於是提出相對原子量的概念;原子量的概念確定之後,分子量也不難決定。. 1-3 原子量與分子量. 學習目標:. 了解 原子量 的意義、標準及平均原子量的概念。 了解 分子量 的意義及利用原子量算出分子量的方法。 了解 莫耳 及 亞佛加厥數 的意義,及其簡單的計算。. 原子量是指原子間的相對質量 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
1-3 原子量與分子量
1-3.1 原子量 1-3.2 分子量
1-3.3 莫 耳
原子的體積與質量皆非常微小,很難直接測量。但在化學反應中,原子質量的測定非常重要,科學家於是提出相對原子量的概念;原子量的概念確定之後,分子量也不難決定。
學習目標: 1.了解原子量的意義、標準及平均原子量的概念。
2.了解分子量的意義及利用原子量算出分子量的方法。
3.了解莫耳及亞佛加厥數的意義,及其簡單的計算。
1-3 原子量與分子量
原子量是指原子間的相對質量科學家先以某一原子為基準,定出其原子量,再取相同數目的他種原子,將其質量與該標準原子之質量比較,即可求出該原子之原子量,即:
1-3.1 原子量
原子量的標準: .
1961 年, IUPAC : 。amu(atomic mass unit)稱為 。
1amu = 。
實例: 16O 的原子量:
12C⇒12amu
原子質量單位1 個 12C 原子質量的
1/12
等數量的 16O 原子之質量為 12C 的 倍
15.99491212
15.9949O16 原子量
因各元素皆存在不等比率之同位素,因此週期表中碳的原子量為平均原子量。
平均原子量 ( ) 的求法:
A1 、 A2 、…為該元素各種同位素的原子量 X1 、 X2 、…為各同位素相對存量的百分率
碳的平均原子量為12.0000amu × 98.892%
+13.0034amu × 1.108%
=12.0111amu
一些元素的同位素質量及其相對存量
範例 1-4鉀在自然界中有三種同位素,其原子量及存量百分率如下表。計算鉀元素的平均原子量到小數點後第 2 位。
範例 1-4解答:平均原子量的計算:
鉀的原子量= 38.96amu × 93.258 % + 39.96amu × 0.012% + 40.96amu × 6.73 %= 39.09 amu
練習題 1-4
哈雷慧星上,碳的兩種同位素 12C 和 13C 的原子個數比為 65 : 1 ,而地球上 12C 和 13C
的原子個數比為 99 : 1 。已知地球上碳元素的平均原子量為 12.011 ,求哈雷慧星上的碳元素之平均原子量為何? (A)12.000 (B)12.009 (C)12.015 (D)12.980
分子是由原子組成,故分子量即為分子中各原子量的總和。
例 1 :水 (H2O) 的分子量 = 1.008amu×2+16.00amu = 18.02amu
例 2 :天然氣中主要成分-甲烷 (CH4) 的分子量 = 12.01amu+4×1.008amu = 16.04amu
IUPAC :原子量與分子量的單位為 amu
習慣上不列出單位,故甲烷的分子量可表示為 16.04
1-3.2 分子量
1-3.3 莫耳 生活中所接觸的物質,其所含之粒子數量均極為龐大,於是科學家訂定一個數量單位 —莫耳 (mole) ,以方便計量。
1 莫耳為 12 克 12C 所含的原子個數,其值為 6.02×1023 。
此數值稱為亞佛加厥數 (NA) 。 任何物質含有 6.02×1023 個粒子均稱為 1 莫耳
1 莫耳物質所具有的質量⇒ 。
莫耳質量12C ⇒ 12 克 Fe ⇒ 55.85 克 CH4 ⇒ 16.04 克
1莫耳的各種物質
C12H22O11
NaClC
He
Cu
1amu =?克
★ 12C 的原子量為 12 amu
★ 12C 的莫耳質量為 12 克12 amu × 6.02×1023 = 12 克
1 amu = 1.66×10 - 24 克
克克2323 106.02
1
12
1
106.02
1 121amu
莫耳是化學計量上的重要單位,利用分子量或原子量及亞佛加厥數這兩個概念,可以求出物質的莫耳數,進而換算成所求的量,關係圖如下:
範例 1-5
求下列物質的莫耳數。(1) 9.01 克水 (2) 6.02×1022個鎂原子解答:
練習題 1-5 3.01×1022個某化合物分子的質量為 2.30 克,求此化合物 1 分子的質量為若干 amu ?其莫耳質量為若干克?解答:設該化合物的莫耳質量為 X 克
2322 106.02
X=
103.01
2.30
X=46
1 分子的質量= 46 amu
閱讀焦點:亞佛加厥數 (NA) 的測定一、電化學測定法:1.法拉第電解定律:電解任何帶一單位正電荷的金屬陽離子,生成
1 莫耳金屬原子所需的電量為 96500 庫侖,稱為
1 法拉第 ( 即 1F) ,而 1 法拉第即為 1 莫耳電子所帶電量, 1 F = 96500 庫侖= NA × e 。 (e 為基本電荷 )
2.密立坎油滴實驗:測得 e 值為 1.602×10 - 19 庫侖 / 電子。3.由 1 、 2 可得:
二、放射性元素衰變法 ( 拉塞福與羅以茲 ) :1.利用蓋格計數器計算出某一鐳試樣每秒放射出
α 粒子 1.06 × 1011 個。2. α 粒子可擷取空氣中的電子,而變為氦原子,將此一試樣放射出的 α 粒子收集一年得 2.20 × 10 - 2 毫克氦氣 (He 原子量 4.003) 。
3.鐳試樣一年放射出的 α 粒子數目=
4. 1 個氦原子的質量=
5. NA =
1.06 × 1011 × 86400 × 365 = 3.343 × 1018( 個 )
三、結晶學法:以 X 光繞射儀測定單晶時,由所獲得的數據,亦可求得 NA 值。單元體的邊長為 5.628 Å ;單元體中共含有 4 個氯離子及 4 個鈉離子;氯化鈉的密度為 2.165 克 / 毫升。★計算如下:
以氯化鈉晶體為例,實驗獲得以下數據:
(1) 氯化鈉的分子量為 58.44 克 / 莫耳,故氯化鈉晶體 之莫耳體積= (58.44/2.165) = 27.00( 毫升 / 莫耳 )
(2) 1 個氯化鈉所占體積=
(3) NA =
學習成果評量1. 1961 年 IUPAC 所訂原子量的標準碳 12 指的是
(A) 碳 -12 同位素 (B) 碳 -13 同位素 (C) 碳的平均原子量 (D) 鎂 -12 的平均原子量
2. 有關原子量的敘述,何者錯誤?(A) 某元素的原子量為 w ,則此元素一原子之質量為 w amu (B) 12C = 12amu ,故碳的原子量為 12.0000 (C) 某元素的原子量為 x ,則此元素對 12C 之質量比 為 x/12(D) 某元素一原子的質量為 27.00 amu , 則 6.02×1023 個原子的質量為 27.00 克
3. 下列數值何者為亞佛加厥數? ( 應選兩項 ) (A) 22 克二氧化碳所含氧原分子數 (B) 18 克的水所含的氫原子數 (C) 1 莫耳的氫氣所含的氫原子數 (D) 12.0 克的 12C 所含的碳原子數。4. 0.44 克 CO2 共含多少個原子? (C=12,O=16) (A) 6.02 ×1023 (B) 6.02 ×1021 (C) 1.806 ×1022 (D) 1.806 ×1024 。