§ 18. Химиялық элементтердің салыстырмалы атомдық массасы

Химия, 7 сынып. Оқулық: Оспанова М.Қ. және т.б. (Мектеп, 2025). 7 тарау: Салыстырмалы атомдық масса және қарапайым химиялық формула. 94–96-беттер.

Нені үйренесің

• Атомдардың массасын килограммен және граммен жазу неге ыңғайсыз екенін түсіндіруді.
• Массаның атомдық бірлігін (м.а.б.) атауды және ол неге тең екенін білуді.
• Салыстырмалы атомдық масса A_r нені көрсететінін және неге өлшем бірлігі жоқ екенін түсіндіруді.
• Элементтердің A_r мәнін периодтық кестеден табуды және есептеу үшін дөңгелектеуді.
• Хлордың «біртүрлі» 35,5 саны қайдан шығатынын түсінуді.

Ой қозғау

• Кез келген зат неден тұрады? Атомдар мен молекулалардан. Атомдар өте кішкентай, демек, массасы да өте аз.
• Қарапайым микроскоппен де көрінбейтін нәрсені қалай өлшейміз? Тікелей таразыда өлшеуге болмайды. Атомдарды бір-бірімен салыстыруға тура келеді. Химиктер дәл солай жасайды.
• Сутек атомы жеңіл ме, әлде оттек атомы ма? Сутек — барлық атомдардың ішіндегі ең жеңілі. Оттек атомы 16 есе ауыр.

💡 Сандар тым ұсақ болғанда, оларды салыстырумен алмастырады. Қазақстанда ешкім бойды атом диаметрімен өлшемейді, біз метр мен сантиметр аламыз. Атомдар үшін де өзінің ыңғайлы «сызғышы» керек.

Тақырыпты талдаймыз

Килограмм неге жарамайды

Сутек атомының массасы m_a(H)=1,66·10⁻²⁷ кг. Бұл — үтірден кейін 26 нөлі бар сан. Оттек атомының массасы 16 есе көп: 2,66·10⁻²⁶ кг.

Мұндай сандармен есептеу ыңғайсыз. Алматыдан Астанаға дейінгі қашықтықты миллиметрмен өлшеп көрші. Сондықтан атомдар үшін өзіндік бірлік ойлап тапқан.

🌟 Миллиард миллиард миллиард сутек атомын қоссаң, бары-жоғы 1,7 кг-ға жуық болады. Атомдар осыншалық жеңіл.

Массаның атомдық бірлігі: көміртектің «бөлшегі»

Массаның атомдық бірлігі (м.а.б.) — көміртек атомы массасының 1/12 бөлігіне тең шама. Көміртек атомын 12 тең бөлікке кесілген шар деп елестет. Бір бөлік — 1 м.а.б.

Көміртек атомының массасы 1,99·10⁻²⁶ кг. 12-ге бөлеміз:

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

📌 Салыстырмалы атомдық масса A_r элемент атомының массасы көміртек атомы массасының 1/12 бөлігінен (яғни 1 м.а.б.-нен) неше есе ауыр екенін көрсетеді.

Гелий мысалында A_r есептейміз

Гелий атомының массасы 6,64·10⁻²⁴ г. 1 м.а.б.-ге бөлеміз:

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

Яғни гелий атомы көміртектің бір «бөлшегінен» 4 есе ауыр. Бірліктер қысқарып кетті, сондықтан A_r — өлшемсіз шама: оның граммы да, килограмы да жоқ. Жай ғана «неше есе» дегенді көрсететін сан.

⚠️ Жиі кететін қате. «A_r(O)=16 г» немесе «16 кг» деп жазады. Мұнда бірлік жоқ. Дұрысы: A_r(O)=16. Бірліктер тек атомның абсолюттік массасында болады (кг, г, м.а.б.).

A_r мәнін қайдан іздейміз

Салыстырмалы атомдық массалардың мәндері Д.И. Менделеевтің периодтық жүйесінде тұр. Есептеулерде оларды бүтін санға дейін дөңгелектейді. Жалғыз ерекшелік — хлор, оған 35,5 алады.

🌟 Жезқазғанның мысы, Рудныйдың темірі, Теңіздің мұнайындағы күкірт: бұл элементтердің бәрі жоғарыдағы диаграммада тұр. Мыс атомы көміртектің бір «бөлшегінен» 64 есе, ал оттек атомынан 4 есе ауыр (64:16=4).

Хлорда неге бөлшек сан

Табиғатта элементтер жиі массасы сәл өзгеше атомдардың бірнеше «нұсқасы» түрінде кездеседі. Оларды изотоптар дейді. Элементтің A_r мәні — табиғатта қай атомның қанша болатынын ескеріп алынған сондай қоспаның орташа мәні.

Хлор атомдарының массасы 35 (олар 75 %) және 37 (олар 25 %) болады.

📕 Оқулықта «A_r(Cl)=35·0,75+37·0,25=35,453» деп басылған, бірақ бұл сандардан 35,5 шығады: 26,25+9,25=35,5. 35,453 мәні — анығырақ кестелік сан (шамамен 35,45), ол 75 % және 25 % дөңгелектелген үлестерінен шықпайды. Қазақша басылымда да солай басылған.

👨‍👩‍👧 Ата-анаға. Баладан «көміртектің бөлшегі» не үшін керек екенін саусақпен түсіндіруді сұраңыз. Жақсы жауап: «Бұл — атомдарға арналған сызғыш. Граммен массасын білмейміз, бірақ бір атом екіншісінен неше есе ауыр екенін білеміз».

Түсінгеніңді тексер

Өзіңді тексер

• Атомдардың массасын неге килограммен өлшемейді? Бұл сандар тым кішкентай (мысалы, сутек үшін 1,66·10⁻²⁷ кг), оларды жазу және есептеу өте ыңғайсыз.
• 1 м.а.б. неше килограмм? Шамамен 1,66·10⁻²⁷ кг, яғни 1,66·10⁻²⁴ г.
• A_r неге өлшем бірлігі жоқ шама? Бұл — екі массаның қатынасы: атом массасы мен 1 м.а.б. Алымдағы және бөлімдегі бірліктер қысқарады.
• Оттек атомы сутек атомынан неше есе ауыр? Шамамен 16 есе: 16:1=16.
• Хлордың A_r неге бүтін сан емес? Табиғи хлор екі түрлі атомның қоспасынан тұрады (массасы 35 және 37), ал A_r — олардың орташа мәні.
• Есептеулерде A_r мәнін қалай дөңгелектейді? Бүтін санға дейін, тек хлорды қоспағанда: оған 35,5 алады.

Жаттығуларды шығарамыз

Төмендегі барлық A_r кесте бойынша алынған: бүтін санға дейін дөңгелектейміз, хлорға 35,5.

Білімді тексер (параграф соңында)

№ 1

Атомның массасы деген не және ол қандай өлшем бірлігімен өлшенеді?

Қалай ойлаймыз. «Абсолюттік» масса деген не екенін және атомдар үшін арнайы қандай бірлік ойлап табылғанын еске түсір.

Жауап үлгісі. Атомның массасы — заттың бір атомының массасы. Қарапайым бірліктермен ол өте аз: сутекте 1,66·10⁻²⁷ кг. Оны килограммен немесе грамммен өлшеуге болады, бірақ массаның атомдық бірлігімен (м.а.б.) өлшеген ыңғайлы: 1 м.а.б.=1,66·10⁻²⁷ кг.

Жауабы: атомның массасы — бір атомның массасы; кг, г немесе (ыңғайлысы) м.а.б.-мен өлшенеді.

№ 2

Периодтық кестеден оттек, азот, күкірт, фосфор және хлордың салыстырмалы атомдық массаларын тауып, бүтін санға дейін дөңгелектеңдер.

Қалай ойлаймыз. Әр элементті таңбасы бойынша тауып, A_r санын оқимыз. Бүтін санға дейін дөңгелектейміз, хлорда 35,5 қалдырамыз.

Шешуі.

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

№ 3

Периодтық кестеден: а) салыстырмалы атомдық массаларының мәні 20, 40, 80 және 201-ге тең элементтерді; ә) салыстырмалы атомдық массаларының қатынасы 1:2-ге тең элементтерді; б) салыстырмалы атомдық массаларының қатынасы 1:4-ке тең элементтерді табыңдар.

Қалай ойлаймыз. а) тармағында элементті санына қарап іздейміз. ә) және б) тармақтарында жұп таңдаймыз: екінші сан біріншіден 2 (немесе 4) есе үлкен болуы керек. Жұптар көп, дұрыс мысал келтіру жеткілікті.

Шешуі.

а) Кестеден іздейміз.

• 20: неон Ne (20,18).
• 40: кальций Ca (40,08). Аргон Ar (39,95) де 40-қа дейін дөңгелектенеді.
• 80: бром Br (79,90).
• 201: сынап Hg (200,59).

ә) Қатынасы 1 : 2 (екіншісі 2 есе ауыр):

• көміртек C (12) және магний Mg (24): 12:24=1:2;
• оттек O (16) және күкірт S (32): 16:32=1:2;
• азот N (14) және кремний Si (28): 14:28=1:2;
• неон Ne (20) және кальций Ca (40): 20:40=1:2.

б) Қатынасы 1 : 4 (екіншісі 4 есе ауыр):

• сутек H (1) және гелий He (4): 1:4;
• литий Li (7) және кремний Si (28): 7:28=1:4;
• көміртек C (12) және титан Ti (48): 12:48=1:4;
• оттек O (16) және мыс Cu (64): 16:64=1:4.

Жауабы: а) Ne, Ca (немесе Ar), Br, Hg; ә) мысалы, C және Mg, O және S, N және Si; б) мысалы, H және He, Li және Si, O және Cu.

Жадынама

• Атом массасы өте аз, сондықтан оны көміртек атомының 1/12 бөлігімен салыстырады.
• A_r-дің бірлігі жоқ: «неше есе ауыр».
• Есептеу үшін: H 1, C 12, N 14, O 16, Na 23, S 32, Cl 35,5, Fe 56, Cu 64.

Шағын тест