Обчислити масу і об'єм одного моля води, об'єм який займає одна молекула води, а також діаметр атома кисню, якщо припустити, що кисень у молекулі води займає половину об'єму

Обчислити масу і об'єм одного моля води, об'єм який займає одна молекула води, а також діаметр атома кисню, якщо припустити, що кисень у молекулі води займає половину об'єму 

1) Хімічна формула водим   $H_2O$, тобто до складу молекули води входить два атоми водню і один атом кисню.

Маса атому водню складає 1 атомну одиницю маси  (далі - аом) 

Маса атому кисню становить 16 аом.

 

Молярна маса води  $\mu=2*1+16=18$   г/моль

Тобто 1 моль води має масу 18 грамів.   $m=0,018$ кг

Щоб знайти об'єм такої маси води, скористаємось формулою:

$m=\rho V$         (1)

де $m,\;\rho,\;V$  відповідно маса, густина і об'єм

$V=\frac{m}{\rho}$        (2)

Густина води - це таблична величина. 

$\rho=1000$  $\frac{кг}{м^3}$

$V=\frac{0,018}{1000}=18*10^{-6}$  $м^3$

Таким чином, об'єм 1 моля води становить 18 кубічних сантиметрів. 

2) 1 моль речовини містить кількість молекул, яка дорівнює числу Авогадро.

$N_a=6,022*10^{23}$ 

Об'єм, який займає одна молекула води:

$V_в=\frac{V}{N_a}$   

$V_в=\frac{18*10^{-6}}{6,022*10^{23}}\approx 3*10^{-29}$ $м^3$

3) Згідно умові об'єм кисню становить половину об'єму води. 

$V_k=\frac{V}{2}=\frac{18*10^{-6}}{2}=9*10^{-6}$  $м^3$

У кожній молекулі води 1 атом кисню.   $N_o=6.022*10^{23}$

Об'єм, який займає 1 атом кисню 

$V_{1k}=\frac{V_k}{N_k}=\frac{9,10^{-6}}{6,022*10^{23}}\approx 1,5*10^{-29}$  $м^3$