Moleküle und Mole in der Chemie

Moleküle und Maulwürfe sind wichtig für das Studium der Chemie und Physik. Hier finden Sie eine Erklärung, was diese Begriffe bedeuten, wie sie sich auf die Avogadro-Zahl beziehen und wie Sie sie verwenden, um das Molekulargewicht und das Formelgewicht zu ermitteln.

Moleküle

Ein Molekül ist eine Kombination von zwei oder mehr Atomen, die durch chemische Bindungen wie kovalente Bindungen und ionische Bindungen zusammengehalten werden. Ein Molekül ist die kleinste Einheit einer Verbindung, die immer noch die mit dieser Verbindung verbundenen Eigenschaften aufweist. Moleküle können zwei Atome desselben Elements wie O enthalten₂ und H₂, oder sie können aus zwei oder mehr verschiedenen Atomen wie CCl bestehen₄ und H₂O. Eine chemische Spezies, die aus einem einzelnen Atom oder Ion besteht, ist kein Molekül. So ist beispielsweise ein H-Atom kein Molekül, während H₂ und HCl sind Moleküle. Beim Studium der Chemie werden Moleküle üblicherweise in Bezug auf ihre Molekulargewichte und Molen diskutiert.

Ein verwandter Begriff ist eine Verbindung. In der Chemie ist eine Verbindung ein Molekül, das aus mindestens zwei verschiedenen Arten von Atomen besteht. Alle Verbindungen sind Moleküle, aber nicht alle Moleküle sind Verbindungen! Ionische Verbindungen wie NaCl und KBr bilden keine herkömmlichen diskreten Moleküle, wie sie durch kovalente Bindungen gebildet werden. Diese Substanzen bilden im festen Zustand eine dreidimensionale Anordnung geladener Teilchen. In einem solchen Fall hat das Molekulargewicht keine Bedeutung, so der Begriff Formelgewicht wird stattdessen verwendet.

Molekulargewicht und Formelgewicht

Das Molekulargewicht eines Moleküls wird durch Addition der Atomgewichte (in Atommasseneinheiten oder amu) der Atome im Molekül berechnet. Das Formelgewicht einer ionischen Verbindung wird durch Addition ihrer Atomgewichte gemäß ihrer empirischen Formel berechnet.

Der Maulwurf

Ein Mol ist definiert als die Menge einer Substanz, die die gleiche Anzahl von Partikeln aufweist, wie sie in 12.000 Gramm Kohlenstoff-12 enthalten sind. Diese Nummer, Avogadros Nummer, ist 6.022x10²³. Die Avogadro-Zahl kann auf Atome, Ionen, Moleküle, Verbindungen, Elefanten, Schreibtische oder beliebige Objekte angewendet werden. Es ist nur eine bequeme Zahl, einen Maulwurf zu definieren, was es Chemikern erleichtert, mit sehr vielen Gegenständen zu arbeiten.

Die Masse in Gramm eines Mols einer Verbindung entspricht dem Molekulargewicht der Verbindung in Atommasseneinheiten. Ein Mol einer Verbindung enthält 6,022 × 10²³ Moleküle der Verbindung. Die Masse eines Mols einer Verbindung wird als seine bezeichnet Molgewicht oder Molmasse. Die Einheiten für das Molgewicht oder die Molmasse sind Gramm pro Mol. Hier ist die Formel zur Bestimmung der Molzahl einer Probe:

mol = Gewicht der Probe (g) / Molgewicht (g / mol)

Wie man Moleküle in Mol umwandelt

Die Umrechnung zwischen Molekülen und Molen erfolgt entweder durch Multiplikation mit oder Division durch die Avogadro-Zahl:

• Um von Mol zu Molekül zu gelangen, multiplizieren Sie die Anzahl der Mol mit 6,02 x 10²³.
• Teilen Sie die Anzahl der Moleküle durch 6,02 x 10, um von Molekülen zu Molen zu gelangen²³.

Wenn Sie beispielsweise wissen, dass es 3,35 x 10 gibt²² Wassermoleküle in einem Gramm Wasser und möchten herausfinden, wie viele Mol Wasser dies sind:

Mol Wasser = Wassermoleküle / Avogadro-Zahl

Mol Wasser = 3,35 × 10²² / 6,02 x 10²³

Mol Wasser = 0,556 × 10^-1 oder 0,056 Mol in 1 Gramm Wasser