相对原子量的由来,NA的由来为什么摩尔质量等于相对分子量

Question

相对原子量的由来,
NA的由来
为什么摩尔质量等于相对分子量

Answer 1

相对原子量是指元素的平均原子质量与核素12C原子质量的1/12之比.
由于原子的实际质量很小,如果人们用它们的实际质量来计算的话那就非常的麻烦,例如一个氢原子的实际质量为1.674x10(-27)千克,(限于格式,10(-27)表示科学记数法,意为10的-27次幂,下同),一个氧原子的质量为2.657x10(-26)千克.一个碳-12原子的质量为1.993x10(-12)千克.因此当我们计算一个水分子的质量是多少时,就会发现计算起来极不方便（一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的）.若是计算其它更复杂的分子质量时那就更麻烦了.因此国际上规定采用相对原子质量和相对分子质量来表示原子、分子的质量关系.国际上规定把一个碳-12原子的质量分为12等份,（碳原子有好几种,其中有一种碳原子它的原子核中含6个质子和6个中子,加起来是12,所以把它称为碳-12.当然还有其它如碳-14等,它含有6个中子和8个质子加起为14.国际上之所以要选用碳-12而不用碳-14是因为当选用碳-12原子作标准时,其它原子的相对原子质量都接近整数,便于记忆和使用）.那每一分的质量就是：
1.993x10(-26)/12=1.661x10(-27)千克.然后再把其它某种原子的实际质量与这个数相比后所得的结果,这个结果的数值就叫做这种原子的相对原子质量.如氧原子的相对原子质量求法为：2.657x10(-26)/1.661x10(-27)=16(约）,即氧原子的相对原子质量约为16,我们在计算时就采用16.这样就要简便得多.
其它原子的相对原子质量也是按相同的方法计算的.
相对原子质量是有单位的,其单位为“1”,只不过常省略而已.
阿伏伽德罗常数：
1 摩尔任何物质所含基本单元（分子 ,原子 ,离子等）数.它是物理学和化学中的基本常量之一,其值由实验测定,为
NA=6.0221367×10^23mol-1
指1摩任何物质所含的分子数,约等于6.022*10^23.因纪念意大利化学家阿伏伽德罗（Amdeo Avogadro）而得名.旧称阿伏伽德罗常数.
12克C-12含有的碳原子个数称为阿伏加德罗常数,用NA表示,单位是个/摩.1摩尔任何物质均含NA个微粒.NA的近似数值为6.02205×10^23,可通过单分子膜法、电解法等测出.
阿伏加德罗常数（符号：NA）是物理学和化学中的一个重要常量.它的数值为：
一般计算时取6.02×1023或6.022×1023.它的正式的定义是0.012千克碳12中包含的碳12的原子的数量.历史上,将碳12选为参考物质是因为它的原子量可以测量的相当精确.
阿伏加德罗常数因意大利化学家阿伏加德罗（Avogadro A）得名.现在此常量与物质的量紧密相关,摩尔作为物质的量的国际单位制基本单位,被定义为所含的基本单元数为阿伏加德罗常数(NA).其中基本单元可以是任何一种物质（如分子、原子或离子）.
NA的历史
早在17-18世纪,西方的科学家就已经对6.02×1023这个数字有了初步的认识.他们发现,1个氢原子的质量等于1克的6.02×1023分之1.但是直到19世纪中叶,“阿伏加德罗常数”的概念才正式由法国科学家让·贝汉(Jean Baptiste Perrin)提出,而在1865年,NA的值才首次通过科学的方法测定出,测定者是德国人约翰·洛施米特(Johann Josef Loschmidt).因此此常数在一些国家(主要是说德语的国家)也叫洛施米特常数.
NA的定义
正如先前所提及,阿伏加德罗常数可以适用于任何物质,而不限于分子、原子或离子.因此,化学上利用这个数值来定义原子量或分子量.根据定义,阿伏加德罗数是组成与物质质量(用克表示)相等必要的原子或分子的数量.例如,铁的原子量是55.845原子量单位,所以阿伏加德罗数的铁原子(一摩尔的铁原子)的质量是55.845克.反过来说,55.845克的铁内有阿伏加德罗数的铁原子.所以阿伏加德罗数是克和原子量的转换系数：
NA的测量
由于现在已经知道m=n·M/NA,因此只要有物质的式量和质量,NA的测量就并非难事.但由于NA在化学中极为重要,所以必须要测量它的精确值.现在一般精确的测量方法是通过测量晶体（如晶体硅）的晶胞参数求得.由多国实验室组成的国际阿伏加德罗协作组织采用测量1个重1千克、几乎完全由硅-28组成的晶体球的体积、晶胞参数等物理量的方法来精确地测定该值,以便用NA来重新定义千克.
NA与其它常量的关系
阿伏加德罗常数常作为其他常量之间的纽带.如：
R = NA × k
R是气体常数,k是玻尔兹曼常数；
F = NA × e
F是法拉第常数,e是元电荷.
为什么摩尔质量等于相对分子量
单位物质的量的物质所具有的质量,称为摩尔质量
例如,1 mol O2的质量是32 g,2 mol O2的质量是64 g,但O2的摩尔质量并不会发生任何变化,还是32 g／mo1.根据科学实验的精确测定,知道12g相对原子质量为12的碳中含有的碳原子数约6.02×10^23个（阿伏加德罗常数）.
一种元素的相对原子质量是以12C质量的1/12作为标准,其他元素的原子质量跟它相比较后所得到的.通过对物质的量概念的学习,我们又知道1mol12C的质量为0.012kg,即0.012kg是6.02×1023个12C的质量.利用1mol任何粒子集体中都含有相同数目的粒子这个关系,我们就可以推知1mol任何粒子的质量.例如,1个12C与1个H的质量比约为12∶1,因此,1mol12C与1molH的质量比也约为12∶1.由于1mol12C的质量为0.012kg,所以,1molH的质量也就为0.001kg.