[일반 화학] Chapter 3 -(1)

3. Mass Relationships in Chemical Reactions (화학 반응의 질량 관계)

3-1. Atomic Mass (원자 질량)

[1-1] Atomic Mass (1)

1) 원자량 의미

: 원자량은 미시 세계의 원자와 분자를 거시 세계에서 그램으로 측정할 수 있도록 연결하는 개념이다.
: 매우 작은 입자인 원자의 질량을 쉽게 다룰 수 있도록 도와준다.

2) 원자량의 정의

: 원자량은 원자의 질량을 나타내며, 원자 질량 단위 (amu)로 측정된다.

3) 예시

• 1개의 탄소-12 원자의 질량은 12amu

• 1개의 수소 원자의 질량은 1.008amu

4) 기억할 점

[1-2] Atomic Mass (2)

1) 평균 원자량 의미

: 평균 원자량은 원소의 자연적으로 발생하는 모든 동위원소의 가중 평균이다.

2) 평균 원자량 특징

• 자연계의 원소는 하나의 동위원소만 존재하지 않고, 여러 동위원소들이 각각 다른 비율로 존재한다.

• 각 동위원소의 질량과 그 동위원소가 자연에서 차지하는 비율을 이용해 평균 원자량을 계산한다.

3) 예시

: 탄소에는 주요 두 가지 동위원소가 있다.

• 탄소-12는 98.90%를 차지하며, 질량은 12 am

• 탄소-13는 1.10%를 차지하며, 질량은 13 amu

-> 평균 원자량 = 0.9890 * 12amu + 0.0110 * 13 amu = 12.011 amu

[2] Atomic Mass on the Periodic Table (주기율표의 원자 질량)

3.2 Avogadro's Number and the Molar Mass of an Element (아보가드로 수와 원소의 물 질량)

[1] The Mole

1) 몰의 정의

: 몰(mol)은 입자의 수를 세는 단위이다

• ex1) 다스(Dozen) = 12개

• ex) 쌍(Pari) = 2개

2) 몰의 구체적 정의

: 1몰은 정확히 6.0221415 * 10의 23승 개의 기본 입자(원자, 분자 또는 기타 입자)를 포함하는 물질의 양이다. -> 이 숫자를 `아보가드로 수(NA)`라고 부른다.

3) 기존 정의

: 과거에는 1몰을 정확히 12.00g의 탄소-12에 들어 있는 원자의 수에 해당하는 기본 입자의 수로 정의했었다.

4) 추가 공식

: 입자 수 N과 아보가드로 수 NA의 관계를 나타내는 식

[2] Molar Mass (몰 질량)

: 몰 질량은 1몰의 물질의 질량을 나타낸다.
: 그램(g) 단위로 나타낸다.

1) 예시

• 1몰의 12C 원자는 6.00*10의 23승 개의 원자를 ㅍ함한다.

• 1개의 12C 원자의 질량은 12 anu이다.

• 1몰의 12C 원자의 질량은 12g이다.

2) 원자 질량(amu)과 질량(g/mol)은 숫자적으로 동일하다.

[3] Converting Between Mass and Atoms (질량과 원자 간 변환)

1) 질량, 몰 수, 원자 수 사이의 관계

2) 주요 변수

• 1amu = 1.66 * 10의 -24승g

• 1g = 6.022 * 10의 23승 amnu (아보가르도 수와 같다)

• m : mass (그램 단위)

• n : Atoms (mol)

• M : molar mass (g/mol)

• NA : Avogadro's number (only number)

3) 공식

공식에 쓰이는 변수 별 단위

• M : g/mol

• m : g

• n : mol

3.3 Molecular Mass (분자량)

[1] Molecular Mass (분자량)

: 분자량은 분자를 구성하는 모든 원자의 원자량의 합이다.

[2] 예시

: S의 원자량 (32.07 amu)와 O 두 개의 원자량 (2 * 16.00 amu)을 더해 SO2의 원자량 (64.07 amu)를 구한다.

• 분자량(amu)와 몰 질량(g/mol)은 숫자적으로 동일함을 보여준다.