Основные формулы молекулярной физики
Автор статьи — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев
В кодификаторе ЕГЭ нет тем, непосредственно относящихся к содержанию данного листка. Однако без этого вводного материала дальнейшее изучение молекулярной физики невозможно.
Введём основные величины молекулярной физики и соотношения между ними.
— масса вещества,
— объём вещества,
— плотность вещества (масса единицы объёма). Отсюда

— число частиц вещества (атомов или молекул).
— масса частицы вещества. Тогда

— концентрация вещества (число частиц в единице объёма),
. Отсюда

Что получится, если
умножить на
? Произведение массы частицы на число частиц в единице объёма даст массу единицы объёма, т. е. плотность. Формально:

Итак,

Массы и размеры частиц невообразимо малы по нашим обычным меркам. Например, масса атома водорода порядка
г, размер атома порядка
см. Из-за столь малых значений масс и размеров число частиц в макроскопическом теле огромно.
Оперировать столь грандиозными числами, как число частиц, неудобно. Поэтому для измерения количества вещества используют специальную единицу — моль.
Один моль — это количество вещества, в котором содержится столько же атомов или молекул, сколько атомов содержится в
граммах углерода. А в
граммах углерода содержится примерно
атомов. Стало быть, в одном моле вещества содержится
частиц. Это число называется постоянной Авогадро:
моль
.
Количество вещества обозначается
. Это число молей данного вещества.
Что получится, если
умножить на
? Число молей, умноженное на число частиц в моле, даст общее число частиц:

Масса одного моля вещества называется молярной массой этого вещества и обозначается
(
= кг/моль). Ясно, что

Как найти молярную массу химического элемента? Оказывается, для этого достаточно заглянуть в таблицу Менделеева! Нужно просто взять атомную массу
(число нуклонов) данного элемента — это будет его молярная масса, выраженная в г/моль. Например, для алюминия
, поэтому молярная масса алюминия равна
г/моль или
кг/моль.
Почему так получается? Очень просто. Молярная масса углерода равна
г/моль по определению. В то же время ядро атома углерода содержит
нуклонов. Выходит, что каждый нуклон вносит в молярную массу
г/моль. Поэтому молярная масса химического элемента с атомной массой
оказывается равной
г/моль.
Молярная масса вещества, молекула которого состоит из нескольких атомов, получается простым суммированием молярных масс. Так, молярная масса углекислого газа
равна
г/моль
кг/моль.
Будьте внимательны с молярными массами некоторых газов! Так, молярная масса газообразного водорода равна
г/моль, поскольку его молекула состоит из двух атомов
. То же касается часто встречающихся в задачах азота и кислорода
Вместе с тем, наиболее частый персонаж задач — гелий
— является одноатомным газом и имеет молярную массу
г/моль, предписанную таблицей Менделеева.
Ещё раз предостережение: при расчётах не забывайте переводить молярную массу в кг/моль! Если ваш ответ отличается от правильного на три порядка, то вы наверняка сделали именно эту, очень распространённую ошибку :-)
Что получится, если
умножить на
? Масса частицы, умноженная на число частиц в моле, даст массу моля, т. е. молярную массу:

Спасибо за то, что пользуйтесь нашими материалами.
Информация на странице «Основные формулы молекулярной физики» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к экзаменам.
Чтобы успешно сдать необходимые и поступить в ВУЗ или техникум нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими статьями из разделов нашего сайта.
Публикация обновлена:
06.09.2023