§ 20. Относительная молекулярная масса

Химия, 7 класс. Учебник: Оспанова М.К. и др. (Мектеп, 2025). Глава 7: Относительная атомная масса. Простейшие химические формулы. Страницы 101–106.

Чему научишься

• Объяснять, что такое относительная молекулярная масса M_r и почему у неё нет единиц.
• Считать M_r по химической формуле, в том числе со скобками.
• Находить массовые соотношения элементов в веществе.
• Считать массовые доли элементов в долях единицы и в процентах.
• Читать всё, что «рассказывает» химическая формула.

Разминка

• Как называется число, которое показывает массу атома по сравнению с 1/12 атома углерода? Относительная атомная масса A_r. Её берём из таблицы Менделеева, например A_r(O)=16.
• Сколько атомов кислорода в молекуле углекислого газа CO₂? Два: маленькая цифра после символа показывает число атомов.
• Что тяжелее: молекула воды или молекула кислорода? Скоро посчитаем: у воды 18, у кислорода 32, значит, кислорода тяжелее.

💡 Атомы и молекулы слишком маленькие, чтобы их взвешивать. Поэтому химики не измеряют, а считают: складывают массы атомов по формуле.

Разбираемся

Что такое M_r и почему у неё нет единиц

Масса молекулы складывается из масс её атомов. Химики сравнивают её с эталоном: 1/12 массы атома углерода. Относительная молекулярная масса M_r показывает, во сколько раз молекула тяжелее этого эталона.

Например, молекула водорода H₂ тяжелее эталона в 2 раза: M_r(H₂)=2.

📌 M_r — безразмерная величина, это просто число «во сколько раз». Единицы пишут, только когда говорят о массе в а.е.м.

Как считать: три шага

Примеры разных формул:

⚠️ Частая ошибка. Цифра перед скобкой относится ко всему, что внутри. В Fe(NO₃)₂ два атома азота и шесть атомов кислорода, а не два и три. Сначала считай скобку: 14+3·16=62, потом 62·2=124.

Что «рассказывает» химическая формула

Формула — это короткая анкета вещества. Возьмём воду H₂O и сульфид магния MgS.

🌟 В кружке воды (200 г) водорода всего около 22 г, а остальное — кислород. Вот что значит «1:8»: на каждый грамм водорода приходится 8 граммов кислорода.

Массовые соотношения: «рецепт» вещества

Массовое соотношение показывает, в каких массовых частях соединены элементы. Берём A_r, умножаем на число атомов и сокращаем.

Пример. Карбонат магния MgCO₃. m(Mg):m(C):m(O)=24:12:48=2:1:4. Всего 2+1+4=7 частей.

То есть в 7 г карбоната магния 2 г магния, 1 г углерода и 4 г кислорода. Части можно мерить в чём угодно: граммах, килограммах, тоннах.

🌟 Карбонат кальция CaCO₃ — это известняк и мел. Из известняка в Казахстане делают цемент и строят дома. M_r(CaCO₃)=40+12+3·16=100. Очень удобное круглое число.

Массовая доля: сколько в процентах

Массовая доля ω («омега») — какая часть массы вещества приходится на данный элемент:

ω(элемента)=(A_r· n)/M_r

Здесь n — число атомов этого элемента. Результат — доля единицы или проценты (умножаем на 100%).

💡 Бывает и наоборот: если известны массовые доли, можно найти формулу вещества. Этому научимся позже, но уже сейчас видно, зачем нужны эти расчёты.

Сравниваем молекулы: «во сколько раз»

Чтобы узнать, во сколько раз одна молекула тяжелее другой, делим их M_r. Например, M_r(O₂)=32, M_r(SO₂)=32+2·16=64. Значит, 64:32=2: молекула SO₂ в 2 раза тяжелее молекулы O₂, а O₂ в 2 раза легче.

🌟 Перекись водорода — это H₂O₂, у неё M_r=2·1+2·16=34. Её раствор в аптечке — известный антисептик для обработки ран, а ещё перекись осветляет волосы. Формула почти как у воды, а свойства совсем другие!

👨‍👩‍👧 Родителю. Попросите ребёнка взять упаковку соли или соды и найти формулу на этикетке (NaCl, NaHCO₃). Пусть сам посчитает M_r по таблице Менделеева. Для NaCl получится 23+35,5=58,5. Это быстро и показывает, что химия вокруг нас.

Проверь, как понял

Проверь себя

• Что показывает относительная молекулярная масса? Во сколько раз масса молекулы больше 1/12 массы атома углерода.
• Почему у M_r нет единиц измерения? Потому что это отношение двух масс, а относительные атомные массы тоже безразмерны.
• Как посчитать M_r по формуле? Умножить A_r каждого элемента на число его атомов и сложить результаты.
• Что показывает массовая доля? Какую часть массы вещества составляет данный элемент: ω=(A_r· n)/M_r.
• Как проверить расчёт массовых долей? Сложить доли всех элементов: должно получиться 1, или 100%.
• Назови, что можно узнать по формуле вещества. Название, одну молекулу, качественный и количественный состав, массовые соотношения, M_r.

Решаем упражнения

№ 1

Найди массовые соотношения элементов в соединениях: а) оксид углерода(IV) CO₂; б) оксид магния MgO; в) оксид серы(VI) SO₃.

Как думать. Массовое соотношение — это A_r, умноженные на число атомов, и результат нужно сократить.

Решение. а) CO₂: m(C):m(O)=12:(2·16)=12:32=3:8. б) MgO: m(Mg):m(O)=24:16=3:2. в) SO₃: m(S):m(O)=32:(3·16)=32:48=2:3.

Ответ: а) 3:8; б) 3:2; в) 2:3.

№ 2

Составь формулы двух соединений железа и найди массовые доли элементов в них: а) два атома железа и три атома кислорода; б) три атома железа и четыре атома кислорода. У какого соединения M_r меньше? В каком соединении железа больше?

Как думать. Сначала по описанию пишем формулы, потом считаем M_r и по формуле ω=(A_r· n)/M_r находим доли. Сумма долей в каждом веществе должна быть 100%.

Решение. а) Fe₂O₃ (в природе это ржавчина и красная железная руда):

• M_r=2·56+3·16=160;
• ω(Fe)=112/160=0,70, или 70%;
• ω(O)=48/160=0,30, или 30%.

б) Fe₃O₄ (магнитный железняк):

• M_r=3·56+4·16=232;
• ω(Fe)=168/232≈0,724, или 72,4%;
• ω(O)=64/232≈0,276, или 27,6%.

Сравниваем: 160<232, значит, меньшая M_r у Fe₂O₃. Доля железа 72,4%>70%, значит, железа больше в Fe₃O₄.

🌟 Железные руды Казахстана добывают в Рудном и Соколовско-Сарбайском регионе (Костанайская область). Основа этих руд как раз оксиды железа.

Ответ: а) Fe₂O₃: M_r=160, ω(Fe)=70%, ω(O)=30%; б) Fe₃O₄: M_r=232, ω(Fe)≈72,4%, ω(O)≈27,6%. Меньше M_r у Fe₂O₃; железа больше в Fe₃O₄.

Шпаргалка

• M_r(H₂O)=18, M_r(CO₂)=44, M_r(CaCO₃)=100, M_r(H₂SO₄)=98.
• Считай скобки первыми: Fe(NO₃)₂ — это 56+2·(14+3·16)=180.
• Массовое соотношение — это не число атомов, а отношение масс.
• Чтобы узнать, во сколько раз одна молекула тяжелее другой, дели M_r на M_r.

Мини-тест