Το μοριακό βάρος είναι μια πολύ σημαντική έννοια για τους επιστήμονες που εργάζονται σε όλα τα είδη επιστημονικών κλάδων. Δεν είναι μόνο χρήσιμο, αλλά και εξαιρετικά εύκολο να υπολογιστεί αρκεί να έχετε τα κατάλληλα εργαλεία. Το πρώτο συστατικό είναι ο μοριακός τύπος του μορίου που πρέπει να «ζυγίζεται». Αυτό μπορεί, φυσικά, να είναι οτιδήποτε, από ένα μη τροποποιημένο στοιχείο όπως το Ο2, έως τις πιο σύνθετες οργανικές ενώσεις.
Από αυτόν τον τύπο, θα λάβουμε το ατομικό βάρος κάθε στοιχείου στον τύπο από τον Περιοδικό Πίνακα. Το ατομικό βάρος είναι ο αριθμός που εμφανίζεται κάτω από το σύμβολο κάθε στοιχείου και αντιπροσωπεύει τον αριθμό των πρωτονίων και των νετρονίων σε κάθε άτομο του στοιχείου.
Το άθροισμα αυτών των ατομικών βαρών μας δίνει το μοριακό βάρος. Η απλότητα αυτού του τύπου οφείλεται στην έννοια του τυφλοπόντικου.
Περιοδικός Πίνακας
Ως mole ορίζεται ο αριθμός μονάδων που βρίσκονται σε ένα γραμμάριο ατομικών μαζών. Αυτός ο αριθμός αποδεικνύεται περίπου 6.022 x 10² ³, μια σταθερά χωρίς διάσταση που ονομάζεται αριθμός Avogadro. Αυτή είναι μια προσέγγιση, όπως και τα ατομικά βάρη στον ίδιο τον Περιοδικό Πίνακα, αλλά αυτές οι αβεβαιότητες είναι αμελητέες για τους περισσότερους σκοπούς - συμπεριλαμβανομένου και του δικού μας. Ας δούμε γιατί αυτός ο αριθμός είναι τόσο χρήσιμος.
Ένα γραμμομόριο ατόμων ηλίου, για παράδειγμα, θα περιέχει 6.022 x 10²³ άτομα. και, δεδομένου ότι κάθε άτομο ηλίου είναι (περίπου) τέσσερις ατομικές μάζες, βλέπουμε ότι ένα γραμμομόριο ηλίου ζυγίζει (6,022 x 10²³) (1 γραμμάριο / 6,022 x 10²³ ατομικές μάζες) (4 ατομικές μάζες) = 4 γραμμάρια Έτσι, ένα μοριακό βάρος είναι συντομογραφία για το βάρος ανά γραμμομόριο μιας ουσίας.
Φυσικά απαντώμενα ισότοπα
Ας περάσουμε από τη διαδικασία για το μόριο νερού, H₂O. Από τον μοριακό τύπο, βλέπουμε ότι χρειαζόμαστε δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου για να φτιάξουμε κάθε μόριο νερού. Σύμφωνα με τον Περιοδικό Πίνακα, το ατομικό βάρος του υδρογόνου είναι περίπου 1 και αυτό του οξυγόνου περίπου 16. Οι αβεβαιότητες σε αυτούς τους αριθμούς προκύπτουν από τα διαφορετικά φυσικά ισότοπα κάθε στοιχείου (υδρογόνο-2 και οξυγόνο-15 για παράδειγμα), τα οποία δημιουργούν μόρια νερού διαφορετικού βάρους, αλλά η κατανομή τους είναι τόσο σπάνια ώστε να είναι εντελώς αμελητέα για τους σκοπούς μας. Θα πάρουμε λοιπόν το μοριακό βάρος του νερού να είναι 1 + 1 + 16 = 18 ατομικές μάζες ή 18 γραμμάρια ανά γραμμομόριο.
Αυτός ο υπολογισμός μπορεί να επαναληφθεί για οποιαδήποτε ουσία. Το μοριακό βάρος λαμβάνεται έτσι ουσιαστικά με την «ανάγνωση» των ατομικών βαρών από τον Περιοδικό Πίνακα. Μια λέξη για τη μάζα και το βάρος: αυτοί οι συχνά μπερδεμένοι όροι στην πραγματικότητα είναι ουσιαστικά διαφορετικοί μεταξύ τους, αλλά σε πολλές περιπτώσεις η αντικατάσταση του ενός από το άλλο δεν δημιουργεί δυσκολία. Τα μοριακά βάρη δίνονται σε γραμμάρια ανά γραμμομόριο, αλλά αυτό είναι αυστηρά ένα μέτρο μάζας. Στη Γη (και επομένως για τους περισσότερους υπολογισμούς) τα γραμμάρια μπορούν να μετατραπούν με τον ακόλουθο παράγοντα: 1 κιλό ζυγίζει 9,8 Νιούτον, η μετρική μονάδα βάρους.