§ 18. Относительная атомная масса химических элементов

Химия, 7 класс. Учебник: Оспанова М.К. и др. (Мектеп, 2025). Глава 7: Относительная атомная масса. Простейшие химические формулы. Страницы 94–96.

Чему научишься

• Объяснять, почему массы атомов неудобно записывать в килограммах и граммах.
• Называть атомную единицу массы (а.е.м.) и знать, чему она равна.
• Объяснять, что показывает относительная атомная масса A_r, и почему она без единиц.
• Находить A_r элементов в Периодической таблице и округлять её для расчётов.
• Понимать, откуда у хлора «странное» число 35,5.

Разминка

• Из чего состоит любое вещество? Из атомов и молекул. Атомы очень маленькие, значит, и весят они совсем мало.
• Как взвесить то, что не увидишь даже в обычный микроскоп? Напрямую на весах никак. Придётся сравнивать атомы друг с другом. Именно так и делают химики.
• Что легче: атом водорода или атом кислорода? Водород самый лёгкий из всех атомов. Кислородный атом в 16 раз тяжелее.

💡 Когда числа слишком мелкие, их заменяют сравнением. Рост в Казахстане никто не меряет в атомных диаметрах, мы берём метры и сантиметры. Для атомов тоже нужна своя удобная «линейка».

Разбираемся

Почему килограммы не подходят

Масса атома водорода m_a(H)=1,66·10⁻²⁷ кг. Это число с 26 нулями после запятой. Масса атома кислорода в 16 раз больше: 2,66·10⁻²⁶ кг.

Считать такими числами неудобно. Представь, что расстояние от Алматы до Астаны ты бы измерял в миллиметрах. Поэтому для атомов придумали собственную единицу.

🌟 Если сложить миллиард миллиардов миллиардов атомов водорода, получится всего около 1,7 кг. Вот насколько атомы лёгкие.

Атомная единица массы: «кусочек» углерода

Атомная единица массы (а.е.м.) — это 1/12 часть массы атома углерода. Представь шарик-атом углерода, разрезанный на 12 одинаковых долей. Одна доля и есть 1 а.е.м.

Атом углерода весит 1,99·10⁻²⁶ кг. Делим на 12:

1 а.е.м.=(1,99·10⁻²⁶ кг)/12≈1,66·10⁻²⁷ кг=1,66·10⁻²⁴ г

📌 Относительная атомная масса A_r показывает, во сколько раз масса атома элемента больше 1/12 массы атома углерода (то есть больше 1 а.е.м.).

Считаем A_r на примере гелия

Масса атома гелия 6,64·10⁻²⁴ г. Делим на 1 а.е.м.:

A_r(He)=(6,64·10⁻²⁴ г)/(1,66·10⁻²⁴ г)=4

То есть атом гелия в 4 раза тяжелее одной «доли» углерода. Единицы сократились, поэтому A_r — безразмерная величина: у неё нет ни граммов, ни килограммов. Просто число, «во сколько раз».

⚠️ Частая ошибка. Пишут «A_r(O)=16 г» или «16 кг». Единиц здесь нет. Правильно: A_r(O)=16. Единицы появляются только у абсолютной массы атома (кг, г, а.е.м.).

Где искать A_r

Значения относительных атомных масс стоят в Периодической системе Д. И. Менделеева. В расчётах их округляют до целых. Единственное исключение: хлор, у него берут 35,5.

🌟 Медь Жезказгана, железо Рудного, сера Тенгиза в нефти: все эти элементы стоят на диаграмме выше. Атом меди в 64 раза тяжелее одной «доли» углерода, а в 4 раза тяжелее атома кислорода (64:16=4).

Почему у хлора дробное число

Элементы в природе часто встречаются в нескольких «версиях» атомов с чуть разной массой. Их называют изотопами. A_r — это среднее по такой смеси с учётом того, сколько каких атомов в природе.

Атомы хлора бывают с массой 35 (их 75 %) и с массой 37 (их 25 %).

📕 В учебнике напечатано «A_r(Cl)=35·0,75+37·0,25=35,453», но по этим числам получается 35,5: 26,25+9,25=35,5. Значение 35,453 — это более точное табличное число (около 35,45), оно не получается из округлённых долей 75 % и 25 %.

👨‍👩‍👧 Родителю. Попросите ребёнка объяснить на пальцах, зачем нужна «доля углерода». Хороший ответ: «Это как линейка для атомов. Мы не знаем вес в граммах, зато знаем, во сколько раз один атом тяжелее другого».

Проверь, как понял

Проверь себя

• Почему массу атомов не измеряют в килограммах? Эти числа слишком малы (например, 1,66·10⁻²⁷ кг для водорода), записывать и считать ими очень неудобно.
• Сколько килограммов в 1 а.е.м.? Около 1,66·10⁻²⁷ кг, или 1,66·10⁻²⁴ г.
• Почему A_r не имеет единиц? Это отношение двух масс: массы атома и 1 а.е.м. Единицы в числителе и знаменателе сокращаются.
• Во сколько раз атом кислорода тяжелее атома водорода? Примерно в 16 раз: 16:1=16.
• Почему у хлора A_r не целое число? Природный хлор состоит из смеси двух видов атомов (масса 35 и 37), и A_r — их среднее значение.
• Как округлять A_r в расчётах? До целого числа, кроме хлора: у него 35,5.

Решаем упражнения

Все A_r ниже взяты по таблице: округляем до целых, у хлора 35,5.

Проверь себя (в конце параграфа)

№ 1

Что называют массой атома и в каких единицах её измеряют?

Как думать. Вспомни, что такое «абсолютная» масса и какая единица придумана специально для атомов.

Пример ответа. Масса атома — это масса одного атома вещества. В обычных единицах она ничтожна: у водорода 1,66·10⁻²⁷ кг. Измеряют её в килограммах или граммах, но удобнее в атомных единицах массы (а.е.м.): 1 а.е.м.=1,66·10⁻²⁷ кг.

Ответ: масса атома — масса одного атома; измеряется в кг, г или (удобнее) в а.е.м.

№ 2

Выпиши из Периодической таблицы относительные атомные массы кислорода, азота, серы, фосфора и хлора. Округли до целых.

Как думать. Находим каждый элемент по символу и читаем число A_r. Округляем до целых, у хлора оставляем 35,5.

Решение.

Ответ: A_r(O)=16, A_r(N)=14, A_r(S)=32, A_r(P)=31, A_r(Cl)=35,5.

№ 3

Найди в Периодической таблице элементы: а) с относительными атомными массами 20, 40, 80 и 201; б) массы которых относятся как 1 : 2; в) массы которых относятся как 1 : 4.

Как думать. В пункте а) ищем элемент по числу. В пунктах б) и в) подбираем пары: второе число должно быть в 2 (или в 4) раза больше первого. Подходящих пар несколько, достаточно дать верные примеры.

Решение.

а) Ищем по таблице.

• 20: неон Ne (20,18).
• 40: кальций Ca (40,08). Также аргон Ar (39,95) округляется до 40.
• 80: бром Br (79,90).
• 201: ртуть Hg (200,59).

б) Отношение 1 : 2 (второй в 2 раза тяжелее):

• углерод C (12) и магний Mg (24): 12:24=1:2;
• кислород O (16) и сера S (32): 16:32=1:2;
• азот N (14) и кремний Si (28): 14:28=1:2;
• неон Ne (20) и кальций Ca (40): 20:40=1:2.

в) Отношение 1 : 4 (второй в 4 раза тяжелее):

• водород H (1) и гелий He (4): 1:4;
• литий Li (7) и кремний Si (28): 7:28=1:4;
• углерод C (12) и титан Ti (48): 12:48=1:4;
• кислород O (16) и медь Cu (64): 16:64=1:4.

Ответ: а) Ne, Ca (или Ar), Br, Hg; б) например, C и Mg, O и S, N и Si; в) например, H и He, Li и Si, O и Cu.

Шпаргалка

• Масса атома мизерна, поэтому её сравнивают с 1/12 атома углерода.
• A_r не имеет единиц: «во сколько раз тяжелее».
• Для расчётов: H 1, C 12, N 14, O 16, Na 23, S 32, Cl 35,5, Fe 56, Cu 64.

Мини-тест