Jisim atom relatif dan jisim molekul relatif

Halaman ini meliputi satu standard kandungan Tingkatan 4 sahaja: jisim atom relatif dan jisim molekul relatif. Dua kuantiti ini ialah titik permulaan bagi seluruh konsep mol, setiap pengiraan dalam bab ini, dan sebahagian besar stoikiometri yang anda temui dalam bab-bab kemudian Kimia SPM, bermula dengan membaca nilai Ar atau menjumlahkan Mr. Menguasainya dengan tepat di sini menjimatkan markah di mana-mana kemudian.

Mengapa ahli kimia guna jisim “relatif”

Jisim sebenar satu atom terlalu kecil untuk ditimbang secara terus, satu atom hidrogen mempunyai jisim lebih kurang 1.67 × 10⁻²⁴ g. Nombor seperti itu menyusahkan dalam setiap pengiraan, jadi ahli kimia membandingkan jisim dan bukan mengukurnya dalam gram. Mereka memilih satu atom sebagai piawai rujukan dan memerihalkan setiap atom lain relatif kepadanya. Piawai yang dipersetujui ialah atom karbon-12, yang jisimnya ditakrifkan sebagai tepat 12 unit. Segala-galanya kemudian diukur berbanding satu per dua belas atom itu.

Jisim atom relatif (Ar)

Jisim atom relatif sesuatu unsur ialah jisim purata satu atom unsur itu berbanding satu per dua belas jisim satu atom karbon-12. Ditulis sebagai formula:

Ar = (jisim purata satu atom unsur) ÷ (1/12 × jisim satu atom karbon-12)

Kerana ia nisbah dua jisim, jisim atom relatif tiada unit. Perkataan purata penting: kebanyakan unsur wujud sebagai campuran isotop, atom dengan bilangan proton yang sama tetapi bilangan neutron yang berbeza, jadi Ar yang anda baca daripada Jadual Berkala ialah purata berwajaran jisim isotop, ditimbang mengikut kelimpahan setiap isotop. Itulah sebabnya klorin mempunyai Ar 35.5 dan bukan nombor bulat: ia campuran klorin-35 dan klorin-37.

Dalam peperiksaan SPM, nilai Ar yang anda perlukan diberikan (contohnya H = 1, C = 12, N = 14, O = 16, Na = 23, Mg = 24, S = 32, Cl = 35.5, Ca = 40, Cu = 64). Anda tidak dijangka menghafalnya, tetapi anda mesti membacanya dengan betul dan menggunakannya tanpa membundarkan perpuluhannya.

Jisim molekul relatif (Mr)

Jisim molekul relatif sesuatu bahan ialah hasil tambah jisim atom relatif semua atom yang ditunjukkan dalam formula molekulnya, sekali lagi berbanding satu per dua belas atom karbon-12. Seperti Ar, ia tiada unit. Untuk mencari Mr, anda cuma mengira berapa banyak setiap atom terkandung dalam formula, mendarabkan setiap bilangan dengan Ar unsur itu, dan mencampurkan hasilnya.

Bagi bahan yang terdiri daripada ion dan bukan molekul, seperti natrium klorida, NaCl, atau kalsium karbonat, CaCO₃, ahli kimia menggunakan istilah jisim formula relatif, tetapi ia dikira dengan cara yang sama daripada unit formula. Peperiksaan menerima kaedah yang sama.

Contoh penyelesaian

Soalan. Kira jisim molekul relatif kalsium hidroksida, Ca(OH)₂. [Ar: Ca = 40, O = 16, H = 1]

Langkah 1, Baca formula dengan teliti. Subskrip 2 di luar kurungan mendarabkan segala-galanya di dalam kurungan. Jadi Ca(OH)₂ mengandungi 1 atom kalsium, 2 atom oksigen dan 2 atom hidrogen.

Langkah 2, Darabkan setiap bilangan dengan Ar⁻nya.

• Kalsium: 1 × 40 = 40
• Oksigen: 2 × 16 = 32
• Hidrogen: 2 × 1 = 2

Langkah 3, Campurkan sumbangan. Mr = 40 + 32 + 2 = 74

Jawapan. Jisim molekul relatif (jisim formula relatif) Ca(OH)₂ ialah 74. Tiada unit ditulis, kerana Mr ialah nisbah.

Soalan latihan

Soalan. Klorin wujud sebagai dua isotop: klorin-35, yang membentuk 75% sampel semula jadi, dan klorin-37, yang membentuk baki 25%. Kira jisim atom relatif klorin, betul kepada satu tempat perpuluhan.

Jawapan. Ar = [(35 × 75) + (37 × 25)] ÷ 100 = [2625 + 925] ÷ 100 = 3550 ÷ 100 = 35.5. Kerana Ar ialah purata berwajaran dua jisim isotop, ia bukan nombor bulat.

Petua peperiksaan

Tiga perkara ditanda dengan tepat pada standard ini. Pertama, jangan sekali-kali menulis unit selepas Ar atau Mr, ia nisbah, dan menambah “g” atau “g/mol” menghilangkan markah (jisim molar, yang memang ada unit g mol⁻¹, datang dalam standard seterusnya). Kedua, apabila formula mempunyai kurungan, darabkan setiap atom di dalam kurungan dengan subskrip di luarnya, Ca(OH)₂ ialah perangkap klasik. Ketiga, kekalkan perpuluhan dalam nilai Ar seperti Cl = 35.5 dan Cu = 63.5; membundarkannya awal ialah cara biasa hilang markah ketepatan dalam pengiraan yang lebih panjang.

Membaca formula dengan yakin

Banyak kesilapan pada standard ini sebenarnya kesilapan membaca, jadi perlahankan langkah pada formula sebelum anda mengira. Dalam (NH₄)₂SO₄, ammonium sulfat, subskrip 2 dikenakan pada seluruh kumpulan ammonium, memberi 2 atom nitrogen dan 8 atom hidrogen, kemudian 1 sulfur dan 4 atom oksigen daripada sulfat. Dalam garam terhidrat seperti CuSO₄·5H₂O, tatatanda titik bermaksud lima molekul air berasingan terlekat, menambah 10 atom hidrogen dan 5 atom oksigen kepada kiraan. Jika anda boleh membedah formula kepada “berapa banyak setiap atom” tanpa teragak-agak, aritmetik yang menyusul menjadi mudah, dan anda membawa kemahiran yang sama ke jisim molar, formula empirik dan stoikiometri.

Piawai karbon-12 dalam satu ayat

Jika anda diminta mentakrifkan jisim atom relatif atau jisim molekul relatif, skema pemarkahan mahu perbandingan itu dieja: ia jisim (purata) satu atom, atau satu molekul, berbanding satu per dua belas jisim satu atom karbon-12. Meninggalkan rujukan “satu per dua belas karbon-12” ialah sebab paling biasa takrif memperoleh sifar markah, jadi hafal frasa itu perkataan demi perkataan. Karbon-12 dipilih kerana ia isotop yang stabil dan mudah diperoleh, dan menetapkan jisimnya pada tepat 12 menjadikan Ar kebanyakan unsur biasa hampir kepada nombor bulat.

Kedudukan dalam bab

Ini standard kandungan 3.1, asas bab Konsep Mol, Formula Kimia dan Persamaan Kimia, dan ia menyuap terus kepada mol, jisim molar dan setiap pengiraan stoikiometri yang menyusul. Ulang kaji takrif dengan nota ulang kaji, dan latih aritmetik dengan contoh penyelesaian. Dalam kelas 1-ke-1 Kimia SPM dalam talian kami, diajar dalam bahasa Inggeris, dari RM50/jam, guru kami memastikan anda boleh membaca mana-mana formula, termasuk yang berkurungan dan terhidrat, dan menghasilkan Mr yang kemas setiap kali sebelum anda beralih ke mol.

Ringkasan pantas

• Ar = jisim purata satu atom berbanding 1/12 jisim satu atom karbon-12; tiada unit.
• Mr = hasil tambah nilai Ar setiap atom dalam formula; tiada unit.
• Nilai Ar ialah purata berwajaran merentasi isotop, jadi sebahagian (Cl = 35.5) bukan nombor bulat.
• Darabkan segala di dalam kurungan dengan subskrip di luarnya; kekalkan perpuluhan.