VCE 化學/化學計量學

粒子與摩爾

粒子

物質：任何具有質量並佔據空間的東西。

粒子：分子、電子、質子、中子等。

原子：化學元素的最小單元，保留其獨特的化學性質。

分子：至少兩個原子，透過化學鍵結合在一起。

你可能還記得構成宇宙的物質本身是由粒子組成的。化學涉及許多粒子：所有分子和構成它們的原子都是特定型別的粒子，我們可能還需要了解更小的亞原子粒子的行為，例如電子或質子。

一般來說，我們將遇到的粒子都是微小的尺寸和質量，而且數量巨大 - 一個碳原子重 ，在 1 克石墨中，這種原子的數量超過 5×10²² 個。

摩爾

尺寸問題

處理如此龐大或微小的數字可能會非常麻煩，尤其是在進行計算時。為了克服這種不實用性，化學家處理的是粒子的倍數，而不是單個粒子。化學家會避免直接計算給定樣本中的粒子數量 - 如果樣本是日常比例，而粒子處於分子尺度，那麼粒子數量將是巨大的，而每個粒子的質量將是無窮小的。如果化學家改為計算大量固定數量粒子的倍數，那麼，透過巧妙地選擇具體數量，存在的倍數數量和每個倍數的質量將是更簡單、更易於管理的數字。這可以與出售微小物品相比：例如，如果穀物商人要單獨出售穀粒，那麼每粒穀物的價格會令人沮喪地小，而且商人需要費力地數出每粒穀物才能完成銷售。對於商人來說，以某種巨大的數量（按公斤或噸）出售穀粒會更實用，因為它們更容易定價和測量。

原子和分子質量，摩爾

從理論上講，科學家可以選擇任何大量的數字並將其用作標準倍數。選擇 10 的冪，如 10²³ 或 10²⁴ 似乎很方便，因為這將簡化計算。相反，科學家選擇了摩爾，它被定義為大約 6.02252×10²³ 個特定型別的粒子。

為什麼是 6.02×10²³？乍一看，這個額外的數字似乎使事情變得複雜，而不是簡化。然而，這個數字是經過仔細、有意選擇的。其優勢的秘密在於所審查粒子的質量。

回想一下，每個化學元素的原子都具有特定的原子質量，該質量對該元素是唯一的，並以原子質量單位 (AMU)衡量。每個 AMU 被定義為特定同位素碳質量的十二分之一，但 AMU 也可以用克表示 - 它大約為