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化學名詞解釋:
摩爾質(zhì)量 - 概述
物質(zhì)的量計算簡圖
單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量,稱為摩爾質(zhì)量(molar mass),用符號M表示。當物質(zhì)的質(zhì)量以克為單位時,摩爾質(zhì)量的單位為g/mol,在數(shù)值上等于該物質(zhì)的相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量。對于某一純凈物來說,它的摩爾質(zhì)量是固定不變的,而物質(zhì)的質(zhì)量則隨著物質(zhì)的物質(zhì)的量不同而發(fā)生變化。例如, 1 mol O2的質(zhì)量是32 g,2 mol O2的質(zhì)量是64 g,但O2的摩爾質(zhì)量并不會發(fā)生任何變化,還是32 g/mo1。根據(jù)科學實驗的精確測定,知道12g相對原子質(zhì)量為12的碳中含有的碳原子數(shù)約6.02×10^23個(阿伏加德羅常數(shù))。
科學上把含有6.02×10^23個微粒的集體作為一個單位,叫摩。摩爾是表示物質(zhì)的量(符號是n)的單位,簡稱為摩,單位符號是mol。
國際單位制中計量物質(zhì)的量的基本單位,簡稱摩,國際符號mol。1971年第十四屆國際計量大會關于摩爾的定義有如下兩段規(guī)定:“摩爾是一系統(tǒng)的物質(zhì)的量,該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)與0.012kg碳—12的原子數(shù)目相等。”“在使用摩爾時應予以指明基本單元,它可以是原子、分子、離子、電子及其他粒子,或是這些粒子的特定組合。”上兩段話應該看做是一個整體。0.012kg碳—12核素所包含的碳原子數(shù)目就是阿伏加德羅常數(shù)(NA),目前實驗測得的近似數(shù)值為NA=6.02×10^23。摩爾跟一般的單位不同,它有兩個特點:①它計量的對象是微觀基本單元,如分子、離子等,而不能用于計量宏觀物質(zhì)。②它以阿伏加德羅數(shù)為計量單位,是個批量,不是以個數(shù)來計量分子、原子等微粒的數(shù)量。也可以用于計量微觀粒子的特定組合,例如,用摩爾計量硫酸的物質(zhì)的量,即1mol硫酸含有6.02×10^23個硫酸分子。摩爾是化學上應用最廣的計量單位,如用于化學反應方程式的計算,溶液中的計算,溶液的配制及其稀釋,有關化學平衡的計算,氣體摩爾體積及熱化學中都離不開這個基本單位。
摩爾質(zhì)量是物質(zhì)的質(zhì)量除以物質(zhì)的量,單位是克每摩爾,摩爾體積是物質(zhì)的體積除以物質(zhì)的量,單位是立方米每摩爾。過去常用的克原子量、克分子量、克分子體積應廢除。
摩爾質(zhì)量、摩爾體積是物質(zhì)的量的導出量,應用時必須指明基本單元,對于同一物質(zhì)規(guī)定的基本單元不同,摩爾質(zhì)量、摩爾體積就不同。
摩爾質(zhì)量
雖然阿伏加德羅常數(shù)是一個很大的數(shù)值,但用摩爾作為物質(zhì)的量的單位使用起來卻非常方便,它就像一座橋梁將微觀粒子同宏觀物質(zhì)聯(lián)系在一起。
我們知道,1mol不同物質(zhì)中所含的分子、原子或離子的數(shù)目是相同的,但由于不同粒子的質(zhì)量不同,因此1mol不同物質(zhì)的質(zhì)量也不同。那么,1mol不同物質(zhì)的質(zhì)量究竟是多少呢?
一種元素的相對原子質(zhì)量是以12C質(zhì)量的1/12作為標準,其他元素的原子質(zhì)量跟它相比較后所得到的。通過對物質(zhì)的量概念的學習,我們又知道1mol12C的質(zhì)量為0.012kg,即0.012kg是6.02×1023個12C的質(zhì)量。利用1mol任何粒子集體中都含有相同數(shù)目的粒子這個關系,我們就可以推知1mol任何粒子的質(zhì)量。例如,1個12C與1個H的質(zhì)量比約為12∶1,因此,1mol12C與1molH的質(zhì)量比也約為12∶1。由于1mol12C的質(zhì)量為0.012kg,所以,1molH的質(zhì)量也就為0.001kg。
對于原子來說,1mol任何原子的質(zhì)量都是以克為單位,在數(shù)值上等于該種原子的相對原子質(zhì)量。例如,
O的相對原子質(zhì)量為16,1molO的質(zhì)量為16g;
Na的相對原子質(zhì)量為23,1molNa的質(zhì)量為23g。
對于分子來說,1mol任何分子的質(zhì)量都是以克為單位,在數(shù)值上等于該種分子的相對分子質(zhì)量(式量)。例如,
O2的相對分子質(zhì)量為32,1molO2的質(zhì)量為32g;
NaCl的相對分子質(zhì)量為58.5,1mol NaCl的質(zhì)量為58.5g。
離子是原子得到或失去電子而生成的。由于電子的質(zhì)量很小,因此,原子在得到或失去電子后的質(zhì)量仍然近似等于原子的質(zhì)量。所以,對簡單離子來講,1mol任何離子的質(zhì)量都是以克為單位,在數(shù)值上等于形成該種離子的原子的相對原子質(zhì)量。例如,可以推知:
Na+的相對原子質(zhì)量為23,1mol Na+的質(zhì)量為23g;
Cl-的相對原子質(zhì)量為35.5,1mol Cl-的質(zhì)量為35.5g。
對于較復雜的離子,如原子團來說,1mol任何原子團的質(zhì)量都是以克為單位,在數(shù)值上等于構成該原子團的原子的相對原子質(zhì)量之和。例如,
SO42-的相對原子質(zhì)量之和為96,1mol SO42-的質(zhì)量為96g;
NH4+的相對原子質(zhì)量之和為18,1mol NH4+的質(zhì)量為18g。
通過上述分析,我們不難看出,1mol任何粒子或物質(zhì)的質(zhì)量在數(shù)值上都與該粒子相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量相等。我們將單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量叫做摩爾質(zhì)量。也就是說,物質(zhì)的摩爾質(zhì)量是該物質(zhì)的質(zhì)量與該物質(zhì)的物質(zhì)的量之比。摩爾質(zhì)量的符號為M,常用的單位為g/mol或kg/mol①。
物質(zhì)的量(n)、物質(zhì)的質(zhì)量(m)和物質(zhì)的摩爾質(zhì)量(M)之間存在著下式所表示的關系:
對于上面所舉例子來說,它們的摩爾質(zhì)量分別為:
O的摩爾質(zhì)量為16g/mol;
Na的摩爾質(zhì)量為23g/mol;
O2的摩爾質(zhì)量為32g/mol;
NaCl的摩爾質(zhì)量為58.5g/mol;
Na+的摩爾質(zhì)量為23g/mol;
Cl-的摩爾質(zhì)量為35.5g/mol;
SO42-的摩爾質(zhì)量為96g/mol;
NH4+的摩爾質(zhì)量為18g/mol。
物質(zhì)的量(n)、物質(zhì)的質(zhì)量(m)和物質(zhì)的摩爾質(zhì)量(M)之間存在著下式所表示的關系:
n =m/M
摩爾質(zhì)量 - 常見元素的摩爾質(zhì)量表
112-118號元素數(shù)據(jù)未被IUPAC確定。
1 氫 H 1.007 94(7
2 氦 He 4.002 602(2
3 鋰 Li 6.941(2
4 鈹 Be 9.012 182(3
5 硼 B 10.811(7
6 碳 C 12.017(8
7 氮 N 14.006 7(2
8 氧 O 15.999 4(3
9 氟 F 18.998 403 2(5
10 氖 Ne 20.179 7(6
11 鈉 Na 22.989 769 28(2
12 鎂 Mg 24.305 0(6
13 鋁 Al 26.981 538 6(8
14 硅 Si 28.085 5(3
15 磷 P 30.973 762(2
16 硫 S 32.065(5
17 氯 Cl 35.453(2
18 氬 Ar 39.948(1
19 鉀 K 39.098 3(1
20 鈣 Ca 40.078(4
21 鈧 Sc 44.955 912(6
22 鈦 Ti 47.867(1
23 釩 V 50.941 5(1
24 鉻 Cr 51.996 1(6
25 錳 Mn 54.938 045(5
26 鐵 Fe 55.845(2
27 鈷 Co 58.933 195(5
28 鎳 Ni 58.693 4(2
29 銅 Cu 63.546(3
30 鋅 Zn 65.409(4
31 鎵 Ga 69.723(1
32 鍺 Ge 72.64(1
33 砷 As 74.921 60(2
34 硒 Se 78.96(3
35 溴 Br 79.904(1
36 氪 Kr 83.798(2
37 銣 Rb 85.467 8(3
38 鍶 Sr 87.62(1
39 釔 Y 88.905 85(2
40 鋯 Zr 91.224(2)
41 鈮 Nb 92.906 38(2
42 鉬 Mo 95.94(2
43 锝 Tc [97.9072]
44 釕 Ru 101.07(2
45 銠 Rh 102.905 50(2
46 鈀 Pd 106.42(1
47 銀 Ag 107.868 2(2
48 鎘 Cd 112.411(8
49 銦 In 114.818(3
50 錫 Sn 118.710(7
51 銻 Sb 121.760(1
52 碲 Te 127.60(3
53 碘 I 126.904 47(3
54 氙 Xe 131.293(6
55 銫 Cs 132.905 451 9(2
56 鋇 Ba 137.327(7
57 鑭 La 138.905 47(7
58 鈰 Ce 140.116(1
59 鐠 Pr 140.907 65(2
60 釹 Nd 144.242(3
61 钷 Pm [145]
62 釤 Sm 150.36(2
63 銪 Eu 151.964(1
64 釓 Gd 157.25(3
65 鋱 Tb 158.925 35(2
66 鏑 Dy 162.500(1
67 鈥 Ho 164.930 32(2
68 鉺 Er 167.259(3
69 銩 Tm 168.934 21(2
70 鐿 Yb 173.04(3
71 镥 Lu 174.967(1
72 鉿 Hf 178.49(2
73 鉭 Ta 180.947 88(2
74 鎢 W 183.84(1
75 錸 Re 186.207(1
76 鋨 Os 190.23(3
77 銥 Ir 192.217(3
78 鉑 Pt 195.084(9
79 金 Au 196.966 569(4
80 汞 Hg 200.59(2
81 鉈 Tl 204.383 3(2
82 鉛 Pb 207.2(1
83 鉍 Bi 208.980 40(1
84 釙 Po [208.982 4]
85 砹 At [209.987 1]
86 氡 Rn [222.017 6]
87 鈁 Fr [223]
88 鐳 Re [226]
89 錒 Ac [227]
90 釷 Th 232.038 06(2
91 鏷 Pa 231.035 88(2
92 鈾 U 238.028 91(3
93 镎 Np [237]
94 钚 Pu [244]
95 镅 Am [243]
96 鋦 Cm [247]
97 锫 Bk [247]
98 锎 Cf [251]
99 锿 Es [252]
100 鐨 Fm [257]
101 鍆 Md [258]
102 锘 No [259]
103 鐒 Lr [262]
104 钅盧 Rf [261]
105 钅杜 Db [262]
106 钅喜 Sg [266]
107 钅波 Bh [264]
108 钅黑 Hs [277]
109 钅麥 Mt [268]
110 钅達 Ds [271]
111 錀 Rg [272]
112 Uub [285]
113 Uut [284]
114 Uuq [289]
115 Uup [288]
116 Uuh [292]
117 Uus [291]
118 Uuo [293]