摘 要:本文從相對原子質(zhì)量入手,推導(dǎo)出阿伏伽德羅常數(shù),使“相對原子質(zhì)量”“摩爾”“摩爾質(zhì)量”等概念更加具體、清晰,為學生進一步理解“相對原子質(zhì)量”“摩爾”“摩爾質(zhì)量”等概念開辟了一條新思路。
關(guān)鍵詞:相對原子質(zhì)量;阿伏伽德羅常數(shù);摩爾;摩爾質(zhì)量
高中化學教材在引入“相對原子質(zhì)量”“摩爾”“摩爾質(zhì)量”等概念時比較直接抽象,不易理解。下面筆者為大家介紹一種新的理解思路,即從相對原子質(zhì)量比較標準入手,導(dǎo)出阿伏伽德羅常數(shù)NA,在此基礎(chǔ)上理解“相對原子質(zhì)量”“摩爾”“摩爾質(zhì)量”等概念,有事半功倍的效果。
一、相對原子質(zhì)量
由于單個原子質(zhì)量非常小,如果用它們的實際質(zhì)量來計算的話就非常不方便,所以用相對原子質(zhì)量來表示單個原子質(zhì)量。相對原子質(zhì)量(Ar)是指以一個碳-12(12C)原子質(zhì)量的1/12作為標準,任何一種原子的平均原子質(zhì)量跟一個碳-12(12C)原子質(zhì)量的1/12的比值,稱為該原子的相對原子質(zhì)量。即單個原子質(zhì)量與碳-12(12C)原子質(zhì)量的1/12的比值就是該原子的相對原子質(zhì)量。
相對原子質(zhì)量=單個原子質(zhì)量(g)/12C質(zhì)量(g)×(1/12)
在化學教材中查得,一個碳-12(12C)原子質(zhì)量約為1.9927×10-23g,其(1/12)為1.6606×10-24g,那么
相對原子質(zhì)量=單個原子質(zhì)量(g)/1.6606×10-24g
≈單個原子質(zhì)量×6.02×1023
即原子相對質(zhì)量是把單個原子質(zhì)量擴大阿伏伽德羅常數(shù)NA(約6.02×1023)倍得到的相對質(zhì)量。
例1 氧的相對原子質(zhì)量=單個氧原子質(zhì)量(g)×6.02
×1023≈16
如果知道某原子的相對原子質(zhì)量,同樣我們也可計算出其單個原子質(zhì)量。
例2 鐵原子(56Fe)的相對原子量為56,則
單個鐵原子的質(zhì)量=56÷6.02×1023
≈9.30×10-23(g)
同理可得,分子的相對分子質(zhì)量是把單個分子質(zhì)量擴大阿伏伽德羅常數(shù)倍得到的相對質(zhì)量,并利用以上方法進行計算。
二、摩爾和摩爾質(zhì)量
在化學研究中,我們往往需要知道構(gòu)成物質(zhì)或參加化學反應(yīng)物質(zhì)的分子、原子的微粒數(shù)量,但這些微粒數(shù)量巨大,肉眼又看不見,無法數(shù)其數(shù)目,只能通過稱量微粒集體的質(zhì)量來反映微粒數(shù)量。我們選用阿伏伽德羅常數(shù)(約6.02×1023)為微粒集體的數(shù)值,不僅可以利用物質(zhì)的質(zhì)量計算出其微粒數(shù)量,還可以根據(jù)物質(zhì)的微粒數(shù)量計算出其質(zhì)量。
物質(zhì)的量是量度一定量粒子的集體中所含粒子數(shù)量的物理量。物質(zhì)的量是國際單位制中7個基本物理量之一。摩爾是物質(zhì)的量的基本單位,1摩爾任何物質(zhì)都含有阿伏伽德羅常數(shù)(約6.02×1023)個微粒,用“mol”表示。
1mol某原子質(zhì)量=單個該原子真實質(zhì)量(g)×6.02×1023=該原子的相對原子質(zhì)量(g)
例3 1mol氧原子的質(zhì)量=氧原子真實質(zhì)量(g)×6.02×1023≈16(g)
通過上述推導(dǎo)我們可以看出,1mol某原子質(zhì)量數(shù)值上等于其相對原子質(zhì)量,單位為“克”;因1mol物質(zhì)具有的質(zhì)量稱為該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量,所以原子的摩爾質(zhì)量數(shù)值上等于其相對的原子質(zhì)量,單位為“克/摩爾”;同理,分子、離子的摩爾質(zhì)量數(shù)值上等于其相對的分子質(zhì)量,單位為“克/摩爾”。我們通過摩爾質(zhì)量可以把物質(zhì)的微粒數(shù)和物質(zhì)的質(zhì)量聯(lián)系起來進行計算。
例4 銅原子的摩爾質(zhì)量為64g/mol,若一塊金屬銅中有12.04×1023個銅原子,求這塊金屬銅的質(zhì)量。
解:n=微粒數(shù)/NA=12.04×1023/6.02×1023=2mol
m=n×M=2mol×64(g/mol)=128g
總之,筆者認為,若從相對原子質(zhì)量的比較標準(12C原子質(zhì)量的1/12)具體數(shù)值入手推導(dǎo)阿伏伽德羅常數(shù),“原子量”“摩爾”“摩爾質(zhì)量”等概念的理解以及計算會更加簡單明了。
參考文獻:
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作者簡介:王梓驕(1998— ),男,漢族,河南焦作人,焦作市第一中學學生。