Гіпермаркет Знань>>Хімія>>Хімія 7 клас. Повні уроки>>Хімія: Атомна одиниця маси. Відносна атомна маса хімічних елементів. Повні уроки

Мета уроку

1.    Вивчити поняття атомна одиниця маси.
2.    Розглянути, які є відносні атомні маси хімічних елементив

Хід уроку

Атомна одиниця маси

Атомна одиниця маси (а. о м.), одиниця маси для вираження мас мікрочасток. За 1 а.е.м. прийнята 1 / 12 частина маси найбільш поширеного і легкого ізотопу вуглецю 12С з масовим числом 12 (т. зв. вуглецева шкала). 1 а.е.м. = 1,6605655 (86) • 10-27 кг.

Для перекладу значень мас m частинок, виражених в а.е.м., в одиницю маси СІ (кг) користуються формулою:
m (кг) = m (до а.е.м.)* NA,
де m (до а.е.м.) - маса частинки в кілоатомних одиницях, NA - стала Авогадро.

Малюнок 1. Розрахунок абсолютних мас атомів і молекул

Оскільки 1 а.е.м. є величиною, обернено пропорційній числу Авогадро, тобто 1/NA г, то молярна маса певного елементу, виражена в грамах на моль, цілком співпадає з масою атома цього елемента, вираженої в а. е. м.

Малюнок 2. Латинська назва - Aurum, позначення - Au. атомний номер – 79, атомна маса - 196,9665.

Для вимірювання маси атомів і молекул до 1961 року в хімії застосовувалася а. е. м., рівна 1 / 16 атомної маси елемента кисню. А у фізиці за а. Є.М. приймалася 1 / 16 маси атома найлегшого зі стабільних ізотопів кисню. Значення фізичної а. е. м. і хімічної а. е. м. різнилися: хімічна була в 1,000275 рази більше фізичної, так як природний кисень містить 3 стабільних ізотопи: 16O (99,76%), 17O (0,04%), 18O (0,20%). Тому в 1961 р. була встановлена як у фізиці, так і в хімії уніфікована а. е. м., рівна 1,0003179 колишньої фізичної а.е.м. і вельми близькою за значенням до колишньої хімічної а.е.м. Для елементарних частинок (електронів, нуклонів, мезонів і т. п.) як одиниці маси застосовують масу електрона, рівну 5,4858026.10-4 уніфікованої а. е. м. або 9,1091 Ї.10-1928.

Маса і кількість речовини - поняття різні. Маса виражається в кілограмах (грамах), а кількість речовини - в молях. Між масою речовини (т, м), кількістю речовини (п, моль) і молярною масою (М, г / моль) існують прості співвідношення: m = nM, n = m / MM = m / n За цим формулам легко обчислити масу визначеної кількості речовини, або визначити кількість речовини у відомій Ассе його, або знайти молярну масу речовини.

Малюнок 3. Джон Дальтон (1766-1844), англійський хімік і фізик, творець хімічної атомістичної теорії

Поняття "Атомна маса" ввів Дж. Дальтон (1803). Він же вперше визначив Атомну масу. Великі роботи по встановленню Атомної маси були виконані в 1-ій половині 19 століття Я. Берцелиусом, пізніше Ж. С. Стасом і Т. У. Річардсом. У 1869 році Д. І. Менделєєв відкрив закон періодичної залежності властивостей елементів від Атомної маси і на його основі виправив Атомні маси багатьох відомих у той час елементів (Be, U, La і інших) і, крім того, передбачив Атомні маси ще не відкритих тоді Ga, Ge, Sc. Після відкриття Ф. Содді (1914) явища ізотопії поняття "Атомна маса" стали відносити і до елементів, що складається з суміші ізотопів, і до окремих ізотопів.

Контролюючий блок №1

1.    Розкрийте поняття - атомна одиниця маси.
2.    Чи різняться значення фізичної а. е. м. і хімічної а. е. м.?
3.    Хто ввів в хімії поняття "Атомна маса"?

Відносна атомна маса хімічних елементів

Символи, назви, атомні ваги і природний ізотопний склад деяких хімічних елементів.
Таблиця 1.

Назви елементів латинською та українською мовою і латинські символи цих елементів наведені для того, щоб ми поступово починали знайомитися з усіма елементами. З таблиці видно, що середня виміряна атомна вага знайденого в природі елемента залежить від того, скільки в ньому міститься різних ізотопів.

Атомна вага елемента дорівнює середньому значенню з атомних ваг всіх його природних ізотопів з урахуванням їх поширеності.

Наприклад, елемент хлор в природі знаходиться у вигляді двох ізотопів: хлор-35 і хлор-37. Їх зміст становить 75,53% і 24,47% (див. табл. 1). Якщо загальний вміст двох ізотопів хлору в сумі прийняти за одиницю, то одного з них - приблизно 0,75 і іншого - приблизно 0,25 (в частках одиниці). Тоді атомна вага природного суміші двох ізотопів хлору закруглено дорівнює:
34,97 × 0,75 + 36,96 × 0,25 = 35,5 а.е.м.

Дефект маси - зменшення маси атома в порівнянні з сумарною масою всіх окремо взятих складових його елементарних частинок, обумовлене енергією їх зв'язку в атомі.

Якщо "розібрати" ядро атома на окремі протони і нейтрони (наприклад, за допомогою ядерної реакції), то їх маса знову прийме саме ті значення, які нам вже відомі: 1,00728 а.о.м. для протона і 1,00867 а.е.м. для нейтрона.

Малюнок 4. Будова атома

Дефект маси є наслідком універсального співвідношення E = Mc2, що випливає з теорії відносності А. Ейнштейна, де E - повна енергія системи, c = 3.1010 см / сек - швидкість світла у порожнечі, M - маса системи (у нашому випадку - атома). Тоді DM = DЕ/c2, де DM - дефект маси, а DE - енергія зв'язку нуклонів в ядрі, тобто енергія, яку необхідно затратити для поділу ядра атома на окремі протони і нейтрони. Таким чином, чим більше дефект маси, тим більше енергія зв'язування нуклонів в ядрі і тим стійкіше ядро атома елемента. Зі збільшенням числа протонів у ядрі (І масового числа) дефект маси спочатку зростає від нуля (для 1H) до максимуму (у 64Ni), а потім поступово зменшується для більш важких елементів.

Малюнок 5. Схематичне зображення атомного ядра: нуклони (протони і нейтрони), кожен з яких складається з 3-х кварків і великої кількості часток, якими вони обмінюються.

Перегляньте будь ласка це відео, з нього ви дізнаєтесь, як визначить атомну масу металу 

Відомо, що атом вуглецю грає першорядну роль в зародженні і підтримці життя на нашій планеті, можна сказати, що він Альфа і Омега життя на Земле. Якщо поглянути на атом вуглецю під різними кутами, то можна побачити такі священні символи, як свастика, Кумбха, омкара, альфа і омега.

Контролюючий блок №1

1.    Від чого залежить  середня виміряна атомна вага елемента?
2.    Чому дорівнює атомна вага елемента?
3.    Приведіть будь який приклад: розрахуйте атомну вагу хлору і ще декілька хімічних елементів на ваш розсуд.
4.     Розкрийте поняття «дефект маси»?

Список джерел

1.    Шиманович І.Є., Павлович М.Л., Тікавий В.Ф., Малашков П.М. "Загальна хімія в формулах, визначеннях, схемах"
2.    Лідін Р.А., Молочко В.А., Андреєва Л.Л. "Хімічні властивості неорганічних речовин" М.: Хімія, 2000
3.    Складання хімічних рівнянь. Кудрявцев А.А. 2001
4.    Супрамолекулярна хімія. У 2 томах. Стід Дж. В., Етвуд Дж. Л. 2007
Урок на тему: " Атомна одиниця маси. Відносна атомна маса хімічних елементів." Підготувала вчитель хімії Бірюкова Ганна Іванівна.  м. Полтава

Відредаговано та надіслано Горбатко С. М.

Над уроком працювали

Бірюкова Г. І.

Горбатко С. М.

Поставить вопрос о современном образовании, выразить идею или решить назревшую проблему Вы можете на Образовательном форуме, где на международном уровне собирается образовательный совет свежей мысли и действия. Создав блог, Вы не только повысите свой статус, как компетентного преподавателя, но и сделаете весомый вклад в развитие школы будущего. Гильдия Лидеров Образования открывает двери для специалистов  высшего ранга и приглашает к сотрудничеству в направлении создания лучших в мире школ.