Как найти молекулярную массу: формула и примеры
Чтобы найти относительную молекулярную массу, сложите значения Ar всех элементов с учётом индексов в химической записи. Например, H₂O означает: на каждый O приходятся два H. Если принять для водорода и кислорода значения 1 и 16, получим: Mr(H₂O) = 2 · 1 + 16 = 18.
Что означают Ar, Mr и M
В школьном задании обычно требуется Mr — относительная молекулярная масса. Это безразмерная величина: к ответу 18 не приписывают граммы или килограммы. Её получают, сравнивая молекулу с очень маленьким эталоном, о котором поговорим ниже.
Чтобы разобраться, как найти атомную и молекулярную массу, сначала разделим обозначения. Ar — относительная атомная масса элемента, которую берут из периодической таблицы. Mr вычисляют по составу молекулы. Для кислорода используем Ar(O) = 16, а для O₂ получаем Mr(O₂) = 32.
Есть ещё M — молярная масса вещества: отношение m/n, где m измеряют в граммах, а количество n — в молях. В школьных расчётах для воды записывают M(H₂O) ≈ 18 г/моль. Числа похожи, но смысл различается, поэтому обозначения и единицы нужно сохранять.
Порядковый номер вместо Ar брать нельзя. Число 8 в клетке кислорода указывает, сколько протонов содержит ядро. Для вычислений нужна другая характеристика: в учебных задачах её округляют до 16.
Как найти молекулярную массу в химии
Общий принцип можно записать так: Mr = сумма произведений Ar на соответствующие индексы. Для AₓBᵧ это выглядит короче: Mr(AₓBᵧ) = x · Ar(A) + y · Ar(B). Буквы A и B обозначают элементы, а x и y показывают, сколько раз учитывать каждый из них.
Разберём углекислый газ CO₂ по шагам:
- Прочитайте CO₂: углерод учитываем один раз, кислород — два. Отсутствующий индекс означает единицу.
- Найдите значения в таблице. Для этого примера используем округлённые Ar(C) = 12 и Ar(O) = 16.
- Выполните умножение: 1 · 12 и 2 · 16. Пока удобно записывать эти действия отдельно, чтобы не потерять двойку.
- Сложите результаты: Mr(CO₂) = 12 + 32 = 44. Убедитесь, что учтены все индексы.
Полезно заранее прикинуть границы ответа: в CO₂ вклад двух O уже равен 32. Итог должен быть больше этого числа. Если вышло 28, стоит вернуться к множителям, даже когда арифметика на экране калькулятора кажется убедительной.
Округление выбирают по условию или требованиям учителя. В справочниках встречаются более точные значения, поэтому результат может немного отличаться. Не смешивайте целые числа из одного расчёта с точными десятичными из другого без необходимости.
Для самопроверки сравните H₂O и H₂O₂. Во втором случае появляется дополнительный O, поэтому Mr(H₂O₂) = 2 · 1 + 2 · 16 = 34. Ответ вырос на 16. Такое сравнение помогает понять, верно ли прочитана запись.
Как читать скобки и коэффициенты
Индекс за скобкой относится ко всей группе внутри неё. Возьмём карбамид, или мочевину, CO(NH₂)₂. Группа NH₂ повторяется дважды, поэтому азот учитываем с множителем 2, водород — с множителем 4. Символы C и O находятся вне скобок: двойка на них не распространяется.
Используем округлённые значения: Ar(C) = 12, Ar(O) = 16, Ar(N) = 14, Ar(H) = 1. Тогда Mr = 12 + 16 + 2 · (14 + 2 · 1) = 60. Можно раскрыть состав иначе: 12 + 16 + 2 · 14 + 4 · 1 = 60. Два способа записи помогают проверить подсчёт.
Большая цифра перед формулой работает по-другому. Запись 2H₂O в уравнении задаёт соотношение количеств частиц; при чтении на уровне молекул это две молекулы воды. Состав каждой остаётся прежним, поэтому Mr(H₂O) по-прежнему равна 18. Коэффициент 2 в этот ответ не входит.
Перед сдачей решения проверьте четыре частые ошибки:
- Взяли порядковый номер из таблицы вместо Ar.
- Забыли индекс: учли O₂ как O.
- Умножили на индекс за скобкой только последний элемент группы.
- Включили коэффициент перед формулой в расчёт Mr.
Для кристаллического NaCl используют тот же приём сложения. Но его решётка состоит из ионов: отдельные молекулы здесь не выделяют. Поэтому точнее говорить об относительной формульной массе.
Когда нужна масса одной молекулы
Если в ответе требуются килограммы, одного значения Mr недостаточно. Его умножают на атомную единицу массы: m₀ = Mr · u, где u ≈ 1,66 · 10⁻²⁷ кг. Эта единица равна одной двенадцатой массы атома углерода-12.
Для воды с принятыми округлениями m₀ ≈ 18 · 1,66 · 10⁻²⁷ ≈ 2,99 · 10⁻²⁶ кг. Получилось очень маленькое число, потому что речь идёт об отдельной частице, а не о капле воды.
На этом шаге легко ошибиться при переводе единиц: один грамм равен 10⁻³ кг. Если в задаче по физике ответ отличается от ожидаемого в тысячу раз, найдите своё пособие и номер в гдз по физике 8 класс. Сравните, на каком шаге выполнили перевод в килограммы, затем повторите вычисление самостоятельно.
Перед расчётом всегда уточняйте, что требуется найти: Mr, m₀ или M. После этого выпишите состав, расставьте множители и выберите нужные единицы. Такая привычка помогает заметить ошибку раньше, чем она попадёт в ответ.
