Масса и размеры молекул. Количество вещества

Массы атомов и молекул малы и составляют величины порядка
10^{-26 кг (так, масса молекулы воды составляет 3·10-26 кг). Поэтому для характеристики масс атомов и молекул применяются безразмерные величины, получившие название относительной атомной массы элемента и относительной молекулярной массы вещества.}

Относительной атомной массой () элемента называется отношение массы атома этого элемента к 1/12 массы атома ¹²С.

Относительной молекулярной массой () вещества называется отношение массы молекулы этого вещества к 1/12 массы атома ¹²С.

Масса, равная 1/12 массы атома ¹²С, называется атомной единицей массы (а.е.м.). Обозначим ее . Тогда масса атома будет равна , а масса молекулы - .

Макроскопическая система должна содержать число частиц сравнимое с числом Авогадро, чтобы ее можно было рассматривать в рамках статистической физики. числом Авогадро называется число атомов, содержащихся в 12 граммах углерода:

Отношение числа молекул N в макрообъекте к числу Авогадро называют количеством вещества:

.

В качестве единицы количества вещества используется моль, то есть количество вещества, которое содержит столько же частиц (атомов, молекул, ионов), сколько атомов содержится в 12 граммах углерода. Поэтому размерность числа Авогадро - моль^-1.

Масса одного моля вещества называется молярной массой . Молярная масса связана с массой одной молекулы соотношением:

и измеряется в кг/моль.

Если - масса всего вещества, то количество вещества в молях равно:

.

Объем одного моля газа () при нормальных условиях (давление
= 101,3 кПа; температура = 273 К) составляет 22,4·10^{-3 м3}. Поэтому при нормальных условиях число молей газа, содержащихся в объеме , можно записать и так:

.