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1-3 原子量與分子量 - PowerPoint PPT Presentation


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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

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Presentation Transcript

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。


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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


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。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。( )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。



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


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

練習題 1-4


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1-3.2 分子量

  • 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


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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

He

C12H22O11

NaCl

C

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



求下列物質的莫耳數。

(1) 9.01克水 (2) 6.02×1022個鎂原子

範例 1-5

解答:


3.01×10 22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?

練習題 1-5

解答:

設該化合物的莫耳質量為X克

X=46

1 分子的質量= 46amu


閱讀焦點:亞佛加厥數 (NA)的測定

一、電化學測定法:

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)

密立坎油滴實驗:

測得 e 值為1.602×10-19 庫侖/電子。

由1、2可得:


二、放射性元素衰變法 (拉塞福與羅以茲):

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。

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)。

鐳試樣一年放射出的 α粒子數目=

1個氦原子的質量=

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。

以氯化鈉晶體為例,實驗獲得以下數據:

★計算如下:

(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 。


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