相对原子质量与相对分子质量

本页只讲一条中四内容标准：相对原子质量与相对分子质量。这两个量是整个摩尔概念的起点，本章的每一道计算，以及你在 SPM化学 后面章节遇到的大部分化学计量，都是从读取一个 Ar 值或加总一个 Mr 开始的。

在这里把它们弄得准确无误，往后到处都能省下分数。

化学家为何用「相对」质量

单个原子的真实质量太小，无法直接称量，一个氢原子的质量约为 1.67 × 10⁻²⁴ g。这样的数字在每次计算里都很别扭，所以化学家不去用克来测量，而是比较质量。

他们选一个原子作为参考标准，再用相对于它的方式来描述其他每一个原子。公认的标准是碳-12原子，它的质量被定义为恰好 12 个单位。

此后一切都以这个原子的十二分之一为基准来衡量。

相对原子质量（Ar）

一个元素的相对原子质量，是这个元素一个原子的平均质量，与一个碳-12原子质量的十二分之一相比较。写成公式：

Ar =（元素一个原子的平均质量）÷（1/12 × 一个碳-12原子的质量）

由于它是两个质量的比值，相对原子质量没有单位。平均这个词很重要：大多数元素以同位素的混合物形式存在，质子数相同、中子数不同的原子，所以你从元素周期表读到的 Ar 是各同位素质量按其丰度加权的平均值。

这就是为什么氯的 Ar 是 35.5 而不是整数：它是氯-35 与氯-37 的混合物。

在 SPM 考试里，你需要的 Ar 值会提供给你（例如 H = 1、C = 12、N = 14、O = 16、Na = 23、Mg = 24、S = 32、Cl = 35.5、Ca = 40、Cu = 64）。你不必背它们，但必须正确读取，并且使用时不要把小数四舍五入掉。

相对分子质量（Mr）

一种物质的相对分子质量，是它分子式里所有原子相对原子质量的总和，同样是与碳-12原子的十二分之一相比较。和 Ar 一样，它没有单位。

求 Mr，你只需数出分子式里每种原子各有几个，把每个数目乘以该元素的 Ar，再把结果相加。

对于由离子而非分子构成的物质，例如氯化钠 NaCl 或碳酸钙 CaCO₃，化学家用相对式量这个词，但计算方法完全一样，都是从式单位算起。考试接受同样的方法。

例题

题目。 计算氢氧化钙 Ca(OH)₂ 的相对分子质量。

[Ar：Ca = 40，O = 16，H = 1]

第一步，仔细读式子。 括号外的下标 2 把括号内的一切都乘上。

所以 Ca(OH)₂ 含有 1 个钙原子、2 个氧原子和 2 个氢原子。

第二步，把每个数目乘以它的 Ar。

• 钙：1 × 40 = 40
• 氧：2 × 16 = 32
• 氢：2 × 1 = 2

第三步，把各项相加。 Mr = 40 + 32 + 2 = 74

答案。 Ca(OH)₂ 的相对分子质量（相对式量）是 74。

不写单位，因为 Mr 是比值。

练习题

题目。 氯以两种同位素存在：氯-35 占天然样品的 75%，氯-37 占其余的 25%。

计算氯的相对原子质量，准确到一位小数。

答案。 Ar = [(35 × 75) + (37 × 25)] ÷ 100 = [2625 + 925] ÷ 100 = 3550 ÷ 100 = 35.5。因为 Ar 是两个同位素质量的加权平均，所以不是整数。

考试提示

这条标准评分很严，有三点要注意。第一，Ar 或 Mr 后面绝不写单位，它们是比值，加上「g」或「g/mol」就丢分（有单位 g mol⁻¹ 的摩尔质量在下一条标准才登场）。

第二，式子里有括号时，要把括号内每个原子都乘以括号外的下标，Ca(OH)₂ 就是经典陷阱。第三，保留 Ar 值里的小数，例如 Cl = 35.5 和 Cu = 63.5；过早四舍五入是较长计算里丢失精度分数的常见原因。

有把握地读式子

这条标准上的许多错误其实是读错式子，所以计算之前先在式子上放慢脚步。在硫酸铵 (NH₄)₂SO₄ 里，下标 2 作用于整个铵基，给出 2 个氮原子和 8 个氢原子，然后硫酸根提供 1 个硫和 4 个氧原子。

在水合盐如 CuSO₄·5H₂O 里，圆点记号表示附着着五个独立的水分子，给计数再加上 10 个氢原子和 5 个氧原子。如果你能毫不迟疑地把式子拆解成「每种原子各几个」，接下来的算术就很简单，而你会把同样的技能带进摩尔质量、实验式与化学计量。

用一句话说清碳-12标准

如果要你定义相对原子质量或相对分子质量，评分方案要你把这个比较说明白：它是一个原子、或一个分子的（平均）质量，与一个碳-12原子质量的十二分之一相比较。漏掉「碳-12的十二分之一」这个参照，是定义拿零分最常见的原因，所以要把这句话逐字记牢。

选碳-12，是因为它是稳定又容易取得的同位素，而把它的质量定为恰好 12，能让大多数常见元素的 Ar 都接近整数。

本节定位

这是内容标准 3.1，是**摩尔概念、化学式与化学方程式一章的基础，它直接供给摩尔、摩尔质量以及随后的每一道化学计量计算。用复习笔记复习定义，用例题**训练算术。

在我们的在线一对一 SPM化学课上，以英文授课，每小时 RM50 起，我们的老师会确保你能读懂任何式子，包括带括号和水合的式子，并在进入摩尔之前每次都算出一个干净的 Mr。

快速回顾

• Ar = 一个原子的平均质量与碳-12原子质量的 1/12 相比较；没有单位。
• Mr = 式子里每个原子 Ar 值的总和；没有单位。
• Ar 值是各同位素的加权平均，所以有些（Cl = 35.5）不是整数。
• 把括号内的一切乘以括号外的下标；保留小数。